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Francesco LEALI
Professore Ordinario
Dipartimento di Ingegneria "Enzo Ferrari"
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Insegnamento: Design Methods
Ingegneria del veicolo (Offerta formativa 2023)
Obiettivi formativi
Conoscere e comprendere i fondamenti dell’approccio sistematico alla progettazione meccanica in ambito ingegneristico.
Elaborare in modo autonomo e originale, e applicare conoscenze multidisciplinari alla progettazione di sistemi e componenti nell’ambito dell’ingegneria del veicolo e alla produzione della Documentazione Tecnica di Prodotto, anche attraverso l’uso di tecniche e strumenti di e-Design (i.e. Computer Aided Design e Computer Aided Engineering).
Sviluppare la capacità di operare all’interno di un gruppo di lavoro, pianificando e gestendo le attività necessarie a raggiungere risultati progettuali tecnicamente validi.
Prerequisiti
Disegno Tecnico Industriale
Programma del corso
Teoria (6 CFU, 54 ore)
Fondamenti dell’approccio sistematico alla progettazione; Pianificazione di prodotto e del processo di progettazione; Chiarimento dei compiti e lista dei requisiti; Progettazione concettuale; Progettazione di massima: regole di base e principi; Progettazione di massima: Design for X (Design to Allow for Expansion, Design to Allow for Creep and Relaxation, Design Against Corrosion, Design to minimize wear, Design for Ergonomics, Design for Aesthetics, Design for Production, Design for Assembly, Design for Maintenance, Design for Recycling, Design for Minimum Risk, Design to Standards, Design for Quality, Design for minimum cost, Design for the Environment); Selezione dei materiali; Progettazione di dettaglio: Dimensionamento geometrico e tolleramento; Connessioni meccaniche, Meccatronica e Adattronica; Gamma di prodotti e prodotti modulari; Prototipazione virtuale e fisica, sperimentazione; Additive Layer Manufacturing, Stile e design.
Laboratorio (3 CFU, 36 ore)
Tecniche e strumenti Computer Aided a supporto dell’Ingegneria; Computer Aided Design and Engineering: Catia V5 (introduzione, parametric design e design intent, modellazione di solidi e superfici, moduli CAE).
Metodi didattici
L’insegnamento prevede: lezioni frontali teoriche realizzate con l’ausilio di sistemi multimediali. Il materiale didattico viene reso disponibile prima di ogni lezione attraverso la piattaforma “Dolly” (http://dolly.ingmo.unimore.it); esercitazioni pratiche e attività di laboratorio inerenti la realizzazione di schizzi tecnici, la modellazione parametrica 3D assistita da calcolatore e la realizzazione di disegni tecnici quotati e tollerati; seminari tecnici tenuti da specialisti e visite di istruzione presso aziende del territorio.
Durante il corso gli studenti vengono suddivisi in gruppi di lavoro di 4/5 persone e viene assegnato loro la gestione autonoma e lo sviluppo di un progetto in ambito veicolistico, da presentare e discutere in sede d’esame. Prodotti attesi sono: una esposizione orale di 15 minuti, una relazione tecnica di presentazione dei risultati progettuali, modelli CAD e relativi disegni costruttivi (di definizione) e di fabbricazione (di produzione).
Testi di riferimento
Per lo studio/For study
G. Pahl, W. Beitz, J. Feldhusen, K.H. Grote, "Engineering Design: a systematic approach", Springer;
Per l’approfondimento personale dei contenuti/For the personal deepening of contents:
Ingegneria del veicolo/Vehicle engineering: G. Genta, L. Morello, "La carrozzeria vol. 1: progetto del sistema", ATA; G. Genta, L. Morello, "La carrozzeria vol. 2: progetto dei componenti", ATA; G. Genta, L. Morello, "L'autotelaio vol. 1: progetto del sistema", ATA; G. Genta, L. Morello, "L'autotelaio vol. 2: progetto dei componenti", ATA.
Metodi di progettazione/Engineering Design methods: K. Otto, K. Wood, Product Design", Prentice Hall; K.T. Ulrich, S.D. Eppinger, Product Design and Development, Mc-Graw-Hill.
Dimensionamento geometrico e tolleramento/GD&T: G. Henzold, Geometrical Dimensioning and Tolerancing for Design, Manufacturing And Inspection: A Handbook for Geometrical Product Specification Using Iso and Asme Standards, Butterworth-Heinemann; M. Orlando, Tolleranze geometriche GD&T – Teoria e applicazioni, CLUT; B.R. Fischer, Mechanical tolerance stackup and analysis. CRC Press.
Progettazione e produzione/Design and manufacturing: S. Kalpakajian, S. Schmid, Manufacturing Engineering & Technology, Prentice Hall; G. Boothroyd, P. Dewhurst, W. A. Knight, Product design for manufacturing and assembly, CRC Press; M. F. Ashby, Materials Selection in Mechanical Design, Butterworth-Heinemann.
Verifica dell'apprendimento
1. La verifica dell’apprendimento prevede tre prove: una prova scritta con domande aperte e esercizi (o in alternativa un progetto applicativo di gruppo da sviluppare secondo le indicazioni fornite durante il corso), una prova di modellazione 3D in laboratorio e, al superamento di queste, una prova orale.
- La prova scritta è costituita da 2 domande aperte sul programma del corso e un esercizio sulle catene di tolleranze. La prova non deve essere svolta qualora lo studente scegliesse il progetto applicativo.
- La prova di modellazione 3D prevede l’interpretazione di un disegno tecnico di un componente o di un insieme fornito in proiezione assonometrica ortogonale, la successiva modellazione 3D di un componente, e la realizzazione del relativo disegno tecnico in proiezione ortogonale a più viste, quotato e tollerato.
- La prova orale prevede un colloquio di verifica della conoscenza del programma del corso e la verifica della capacità di applicare tali conoscenze alla realizzazione di schizzi tecnici.
2. Durata delle prove:
La prova scritta prevede 3 domande aperte o esercizi: Ogni domanda aperta o esercizio ha durata indicativa di 20 minuti.
La prova di laboratorio CAD 3D ha durata indicativa di 1:30 ore.
3. Il voto finale risulta dalla media aritmetica dei tre voti ottenuti nelle singole prove. L’esame si intende superato se il punteggio di ogni prova risulta almeno sufficiente.
4. Durante le prove, non è possibile consultare il materiale didattico. Se l’esame prevede tabelle da consultare, queste saranno consegnate insieme al testo della prova.
Nota: Non è prevista una prova intermedia.
Le prove a distanza si svolgeranno sotto la supervisione video del docente e dei suoi collaboratori
Risultati attesi
Conoscenza e capacità di comprensione: tramite le lezioni frontali e i seminari tecnici tenuti da specialisti, gli studenti apprendono i metodi e le tecniche principali della progettazione ingegneristica, e sviluppano la capacità di elaborare e applicare idee originali, anche in un contesto di Ricerca & Sviluppo.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione: tramite lo sviluppo autonomo del progetto, le esercitazioni pratiche e le attività di laboratorio inerenti la progettazione assistita da calcolatore, gli studenti apprendeono come applicare le conoscenze acquisite, anche in ambiti multidisciplinari nuovi o non familiari.
Autonomia di giudizio: tramite lo sviluppo di un progetto ingegneristico, svolto in gruppo, e il confronto con il docente, gli studenti sviluppano la capacità di integrare le conoscenze e gestire la complessità, e di formulare giudizi, anche sulla base di informazioni limitate o incomplete, includendo la riflessione sulle responsabilità sociali ed etiche collegate all’applicazione delle loro conoscenze e giudizi.
Abilità comunicative: tramite il lavoro in gruppo e il confronto con il docente, lo studente sviluppa la capacità di comunicare criticamente, specialmente attraverso il linguaggio tecnico ingegneristico, informazioni tecniche, idee, problemi, soluzioni a interlocutori specialisti e non specialisti.
Capacità di apprendere: le attività descritte consentono allo studente di sviluppare le capacità di apprendimento necessarie ad approfondire argomenti tecnici in autonomia, al fine di affrontare efficacemente l’inserimento nel mondo del lavoro o ad intraprendere percorsi di formazione successivi.