Bioprotesi 2025/2026

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: caratteristiche, limiti e campi di applicazione. Strategie ed approcci alla modellazione parametrica: parti e assiemi. 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. Costruzione, simulazione, revisione e interpretazione di modelli di analisi del movimento di assiemi virtuali. Esempi di applicazione. Gestione dei vincoli ridondanti. Problemi di contatto nelle analisi di movimento. PARTE II Analisi della struttura cinematica. Calcolo dei gradi di libertà. Analisi cinematica di sistemi piani. Centro della rotazione finita. Cenni di sintesi cinematica. Proprietà moti infinitesimi. Polari del moto. Algebra lineare: Le fattorizzazioni SVD e QR. Soluzione numerica di sistemi di equazioni lineari. 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. Sistemi computerizzati di analisi del movimento umano (motion capture). Principio del lavori virtuali. La formulazione lagrangiana. Vincoli olonomi e non olonomi. Equazioni della dinamica con numero minimo di coordinate. Calcolo delle matrici d’inerzia per solidi composti. Equazioni di Newton-Eulero. Applicazioni alla biomeccanica. Integrazione numerica delle equazioni del moto.

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