Bioprotesi 2012/2013

PARTE I

Introduzione al corso. Introduzione alle problematiche e gli strumenti dell’ingegneria virtuale. La schematizzazione delle geometrie: modellatori wireframe, B-Rep, CSG, Octree, poligonali. Modellazione parametrica basata su lavorazioni. I sistemi CAE commerciali per le applicazioni biomeccaniche e la progettazione di prodotti: caratteristiche, limiti e campi di applicazione. Strategie ed approcci alla modellazione parametrica: parti, assiemi, documentazione tecnica. Modellazione top down e bottom up. Lo schizzo 2D e 3D: entità, vincoli geometrici e dimensionali. Gli schizzi di layout e gli schizzi cinematici. Le operazioni di modellazione solida di base e le operazioni di modellazione solida avanzate. Operatori booleani e deformatori a forma libera. Modellazione di superfici. Configurazioni ed equazioni di modellazione. Vincoli di assieme statici, dinamici e superiori. Assiemi flessibili. Utilizzo ed implementazione di librerie di parti e lavorazioni. Analisi di funzionalità di parti e assiemi. Metodologie di ingegneria inversa in ambiente CAD per il settore biomedicale. Tecniche di analisi del movimento.

PARTE II

1. Sistemi piani Cinematica dei moti infinitesimi. Polari del moto. Equazione di Euler-Savary. Applicazioni alla biomeccanica. La formulazione lagrangiana. Vincoli olonomi e non olonomi. Equazioni della dinamica con numero minimo di coordinate. Le fattorizzazioni SVD e QR. Soluzione numerica di sistemi di equazioni lineari.

2. Sistemi spaziali Cinematica dei moti tridimensionali. Angoli e parametri di Eulero. Asse del moto elicoidale per movimenti finiti ed infinitesimi. Formula di Rodrigues. Relazione tra parametri di Eulero e velocità angolare di un corpo. Cinematica dei moti relativi tra corpi adiacenti. Calcolo delle matrici d’inerzia per solidi composti. Equazioni di Newton-Eulero. Applicazioni alla biomeccanica. Sistemi computerizzati di analisi del movimento umano (motion capture). Integrazione numerica delle equazioni del moto.