Tecnica Delle Costruzioni Meccaniche 2018/2019

TECNICA DELLE COSTRUZIONI MECCANICHE

(6 Crediti – I Semestre – Docente: Prof. Marco Evangelos Biancolini)

Obiettivi formativi e risultati di apprendimento attesi

OBIETTIVI FORMATIVI: Lo studente sarà in grado di progettare autonomamente e in gruppo un componente o un sistema meccanico complesso avvalendosi del metodo degli elementi finiti; sarà in grado di produrre e presentare la documentazione tecnica relativa al progetto; avrà le conoscenze per la progettazione di componenti in materiale composito.

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: Il corso consentirà di inquadrare i metodi avanzati dell'analisi numerica, con particolare enfasi sul metodo degli elementi finiti, negli scenari complessi della progettazione meccanica.

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE: Lo studente oltre a padroneggiare gli strumenti di calcolo sarà in grado di giudicare come un approccio di modellazione multi-fisico, che richiede competenze acquisite o da acquisire in altri corsi, possa rappresentare efficacemente il funzionamento di un sistema meccanico e possa essere alla base della sua progettazione e ottimizzazione.

AUTONOMIA DI GIUDIZIO: Durante il corso lo studente verrà calato in diversi scenari applicativi tipici della progettazione meccanica industriale con l'obbiettivo di individuare sia le prestazioni che i parametri di progetto e di come gli strumenti più avanzati affrontati nel corso, combinati con i principi di base della progettazione, possano essere usati in modo appropriato e con approccio ingegneristico.

ABILITÀ COMUNICATIVE: Il corso pone particolare enfasi all'organizzazione del lavoro di gruppo e alla capacità di presentare i risultati dell'attività di progettazione sia mediante documenti tecnici che mediante presentazioni.

CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO: Il corso prevede una forte interazione con aziende interessate ai particolari problemi affrontati nell'esercitazione pratica. Lo studente avrà modo di apprendere non solo dal docente ma anche interagendo con esperti esterni e calandosi quindi nel linguaggio e nel modo di operare degli ingegneri esperti in settori specifici.

Prerequisiti

Il corso di Tecnica delle Costruzioni Meccaniche richiede una buona conoscenza di Costruzione di Macchine e dei metodi avanzati per il calcolo strutturale. Le conoscenze di base sono quelle che lo studente acquisisce nei corsi di Costruzione di Macchine e di Elementi Costruttivi delle Macchine. Le conoscenze più avanzate sul calcolo dei sistemi meccanici sono quelle acquisite nei corsi di Fondamenti Di Progettazione Meccanica e di Calcolo Automatico Dei Sistemi Meccanici.

Programma

Materiali compositi: introduzione ai materiali compositi; analisi della miscrostruttura e tecniche di omogeneizzazione; comportamento dei laminati secondo la teoria lineare; criteri di rottura per i materiali compositi e per i laminati. Tecniche di giunzione dei materiali compositi. Analisi FEM: introduzione al metodo degli elementi finiti; tecniche di pre processing: uso di modelli CAD, associazione geometria-modello; tecniche di soluzione; tecniche di debug e validazione dei modelli FEM; tecniche di post processing: visualizzazione dei risultati sul modello, andamento locale delle grandezze di interesse, animazioni, generazione di grafici e tabelle, preparazione di un report di calcolo, preparazione di una presentazione tecnica. Esercitazione progettuale svolta in gruppo con svolgimento durante il periodo del corso e su temi concordati all'inizio del corso.

Modalità di valutazione

Prova scritta

Prova orale

Valutazione di progetto

Descrizione delle modalità e dei criteri di verifica dell’apprendimento

Gli studenti vengono valutati sia per le attività di gruppo (progetti formativi sull'uso degli strumenti di calcolo, progetto finale) sia mediante una prova scritta. I progetti formativi vengono valutati sulla base di una relazione tecnica, il progetto finale sulla base della relazione tecnica e della presentazione finale. La prova scritta prevede un esercizio pratico relativo al dimensionamento di strutture in materiale composito e cinque quesiti aperti sugli argomenti del corso il primo dei quali è relativo ad uno scenario di progettazione che non sia stato affrontato durante il corso.

Testi adottati

Dispense presenti nel sito del docente. Engineering Mechanics of Composite Materials, 2nd edition, Isaac M. Daniel, Ori Ishai, Oxford University Press, ISBN 019515097X.

Bibliografia di riferimento

Manualistica di riferimento del solutore FEM Nastran e in particolare i due libri: MSC/NASTRAN linear static analysis: User's guide by John Caffrey (Author) MSC/NASTRAN basic dynamic analysis User's guide: Version 68 by Ken Blakey (Author) Articoli tecnici/scientifici e normativa di riferimento selezionata in base ai progetti assegnati.

Modalità di svolgimento

Modalità in presenza

Descrizione della modalità di svolgimento e metodi didattici adottati

Il corso si articola in lezioni frontali e lezioni di laboratorio. Durante le lezioni frontali svolte dal docente alla lavagna vengono presentati gli argomenti del corso (prima parte sui metodi di progettazione, seconda parte sui materiali compositi). Le lezioni di laboratorio mirano all'uso pratico degli strumenti di calcolo (sia il FEM che fogli di calcolo automatici) e vengono svolte dal docente usando il laptop e il proiettore. Durante la prima parte del corso il laboratorio è comune per tutti gli studenti che possono lavorare sia in gruppo che individualmente. Durante la seconda parte gli studenti lavorano in tema al progetto finale, ogni team su un progetto specifico; durante le lezioni di laboratorio tutti gli studenti partecipano al supporto e alla discussione dei problemi specifici di ogni singolo gruppo.

Modalità di frequenza

Frequenza obbligatoria  

Descrizione della modalità di frequenza

I crediti formativi vengono acquisiti dagli studenti sia durante le ore di lezione frontale e di laboratorio con il docente sia nello studio di gruppo mirato al completamento delle attività di progetto.