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Riccardo RUBINI
Professore Ordinario
Dipartimento di Scienze e Metodi dell'Ingegneria
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Insegnamento: DINAMICA DELLE VIBRAZIONI E LABORATORIO
Tecnologie per l'industria intelligente (Offerta formativa 2024)
Obiettivi formativi
L’Insegnamento fornisce concetti e metodi fondamentali per affrontare problemi di interesse pratico relativi alla dinamica delle macchine. Nella prima parte del Corso vengono illustrate le principali tecniche di analisi statica e cinematica dei meccanismi piani. Nella seconda parte del Corso vengono proposte esercitazioni numeriche rivolte alla comprensione dei concetti di frequenza naturale e fattore di smorzamento in un sistema meccanico a un grado di libertà. Nella terza parte del Corso vengono effettuate prove di analisi modale sperimentale su alcuni sistemi meccanici continui al fine di determinarne frequenze naturali e forme modali sulla base della definizione della funzione di risposta in frequenza. Al termine del Corso lo Studente dovrebbe essere in grado di affrontare e risolvere in modo autonomo problemi complessi di dinamica delle macchine tramite un approccio analitico, numerico e sperimentale.
Prerequisiti
Conoscenze preliminari di analisi matematica e fisica dei corpi, con riferimento specifico a derivate ed equazioni cardinali della dinamica.
Programma del corso
Coppie cinematiche. Calcolo dei gradi di libertà dei meccanismi. Analisi statica e cinematica di meccanismi piani per via grafica ed analitica (3 CFU - 27 ore).
Dinamica dei sistemi meccanici. Equazioni cardinali della dinamica. Teorema di conservazione dell'energia meccanica. Oscillatore armonico non smorzato. Pulsazione naturale. Oscillatore armonico smorzato. Equazione di bilancio delle potenze. Fattore di smorzamento. Pulsazione smorzata (3 CFU - 27 ore).
Prove di analisi modale sperimentale in laboratorio. Sistemi meccanici continui. Definizione della funzione di risposta in frequenza. Estrazione dei parametri modali. Determinazione delle forme modali (3 CFU - 27 ore).
Metodi didattici
Il Corso prevede lezioni teoriche integrate con esercitazioni numeriche e prove sperimentali svolte in laboratorio. L’Insegnamento si svolge in presenza e viene erogato in lingua italiana. La frequenza a lezioni, esercitazioni e prove sperimentali è facoltativa. I Docenti ricevono gli Studenti al termine di ogni lezione e su appuntamento per chiarimenti e tutoraggio personalizzato.
Testi di riferimento
Testo di riferimento:
Dispense utilizzate dai Docenti nel corso delle lezioni frontali, delle esercitazioni numeriche e delle prove sperimentali.
Tali dispense verranno rese disponibili nella pagina Teams del Corso.
Testi di consultazione (materiali didattici aggiuntivi facoltativi, utili per eventuali approfondimenti):
1) Massimo Callegari, Pietro Fanghella, Francesco Pellicano, “Meccanica applicata alle macchine” (II Edizione), Città Studi Edizioni, Torino, 2017.
2) Ettore Funaioli, Alberto Maggiore, Umberto Meneghetti, “Lezioni di Meccanica applicata alle macchine. Prima parte: Fondamenti di Meccanica delle macchine”, Pàtron Editore, Bologna, 2005.
Verifica dell'apprendimento
L’Esame, fissato al termine dell’Insegnamento, consiste in tre prove distinte della durata di 30 minuti ciascuna che vertono su tutti gli argomenti affrontati durante il Corso. Nella prima prova verrà richiesto lo svolgimento di un esercizio di analisi cinematica o statica. Nella seconda prova verrà richiesto lo svolgimento di un esercizio di dinamica dei sistemi meccanici. Nella terza prova verrà richiesta l'esecuzione di una prova di analisi modale sperimentale. Non viene concesso l’utilizzo di alcun materiale durante lo svolgimento delle tre prove. L’esito finale dell’Esame viene comunicato al Candidato al termine delle tre prove e viene calcolato come media aritmetica dell'esito delle singole prove. L'Esame è superato se il Candidato ottiene una votazione sufficiente in tutte e tre le prove.
Gli indicatori di valutazione dell’Esame sono:
- Capacità di utilizzare le conoscenze (20%);
- Capacità di collegare le conoscenze (20%);
- Autonomia di giudizio e svolgimento (30%);
- Padronanza del linguaggio scientifico (10%);
- Capacità di interpretare i risultati ottenuti (20%).
Risultati attesi
Conoscenza e capacità di comprensione
Al termine del Corso lo Studente avrà acquisito la capacità di comprendere e analizzare le equazioni fondamentali della dinamica dei sistemi meccanici.
Conoscenza e capacità di comprensione applicate
Al termine del Corso lo Studente avrà acquisito la capacità di determinare il comportamento statico e cinematico delle macchine per la risoluzione di problemi di dinamica applicando le conoscenze acquisite.
Autonomia di giudizio
Al termine del Corso lo Studente avrà sviluppato la capacità di scegliere autonomamente il metodo di analisi e di risoluzione di problemi di dinamica delle macchine con particolare riferimento allo svolgimento di prove in laboratorio.
Abilità comunicative
Al termine del Corso lo Studente avrà sviluppato la capacità di esporre in modo chiaro, rigoroso e conciso tutti i concetti affrontati durante il presente percorso formativo.
Capacità di apprendere
Al termine del Corso lo Studente avrà sviluppato la capacità di approfondire in modo autonomo e critico alcuni rilevanti aspetti collaterali degli argomenti proposti.