PRESENTAZIONE

L'insegnamento si pone lo scopo di illustrare metodi per la soluzione di classici problemi meccanici strutturali fondamentali per la progettazione avanzati di componenti e sistemi meccanici e meccatronici. Sostanzialmente il corso approfondisce alcune problematiche affrontate nel corso della Laurea in merito alla meccanica dei solidi ed agli elementi di macchine per elementi geometricamente complessi, situazioni di carico non-lineare, anche mediante l’uso di metodi numerici. 

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Introdurre modelli analitici per la soluzione statica e dinamica di alcuni tipici sistemi strutturali meccanici. Introdurre fondamenti del metodo degli elementi finiti (FEM)

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

L'insegnamento si pone l’obiettivo di fornire strumenti di analisi strutturale di alcuni componenti tipici di sistemi meccanici e meccatronici. Per tali componenti esistono strumenti analitici in grado di fornire soluzioni di calcolo semplificate ma rapidamente utilizzabili in diverse situazioni oppure si deve ricorrere a strumenti numerici più generali ma che richiedono software di calcolo e training specifico. L'insegnamento descriverà i principali metodi avanzati precedentemente non trattati nei corsi analoghi della Laurea di primo livello.

L'insegnamento intende sviluppare le capacità di progettazione strutturale dei componenti meccanici sia attraverso l'applicazione di tecniche tradizionali di analisi sia grazie a strumenti di calcolo automatico.

MODALITA' DIDATTICHE

L'insegnamento sarà fornito mediante proiezione di slide illustrative degli argomenti del corso affiancate dall’uso della lavagna per ulteriori integrazioni o per svolgere i passaggi matematici un po’ più complessi per dare modo agli studenti di seguirli passo-passo.

Le slide saranno fornite agli studenti insieme a materiale testuale prodotto dal docente ed altri complementi. I testi indicati, presenti in biblioteca, saranno inoltre fondamentale base per la formazione.

Le esercitazioni applicative saranno svolte in laboratorio mediante il codice Altair HyperWorks 2017-edu (liberamente scaricabile dagli studenti previa registrazione sul sito di Altair https://altairuniversity.com/free-hyperworks-2017-student-edition/).

PROGRAMMA/CONTENUTO

L'insegnamento si pone l’obiettivo di fornire strumenti di verifica strutturale di tipici di sistemi meccanici e meccatronici. 

In particolare, l'insegnamento si dividerà in due parti così strutturate:

1. Introdurre classici modelli analitici per la soluzione di alcuni importanti problemi strutturali:
   1. la meccanica della frattura lineare elastica (MFLE)
   2. la valutazione dello stato di tensioni nel contatto tra corpi solidi
   3. l’analisi delle vibrazioni in sistemi discreti
   4. lo studio di solidi bi/tridimensionali in stato di tensione/deformazione piana e assialsimmetrici
2. Introdurre il metodo numerico degli elementi finiti per la soluzione di problemi strutturali in ambito meccanico/meccatronico, consistente in:
   1. introduzione del metodo ed esempi di utilizzo
   2. gli elementi monodimensionali, in stato di sollecitazione assiale e flessionale
   3. gli elementi piani e shell
   4. gli elementi solidi tridimensionali

TESTI/BIBLIOGRAFIA

• Appunti dell'insegnamento a cura dei docenti del corso.
• R.C. Juvinall, K.M. Marshek, Fondamenti della progettazione dei componenti delle macchine, Edizioni ETS Pisa
• J. E. Shigley, R. G. Budynas, J. K. Nisbett. Progetto e Costruzione di macchine, edizione italiana a cura di Dario Amodio e Gianni Santucci, Mc Graw-Hill Education ed. III ed.
• J. A. Collins, Failure of materials in mechanical design, J. Wiley.
• G. Genta. Principi e metodologie della progettazione meccanica. Vol. 2. Torino: Levrotto e Bella. 1992
• G. Genta. Dynamics of rotating systems. New York: Springer. 2005
• G. Genta. Vibration of structures and machines: practical aspects. New York: Springer. 1999
• A. Gugliotta. Elementi finiti. Torino: Otto Edistrice. 2002 (parte I, parte II, parte III, parte IV)
• K. Bathe, Finite element procedures in Engineering Analysis. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, 1996
• G. Belingardi. Il metodo degli elementi finiti nella progettazione meccanica. Levrotto & Bella, Torino, 1995
• M.A. Crisfield, M.A. Finite elements and solution procedures for structural analysis, volume 1: linear analysis. Pineridge, Swansea, 1986
• Yijun Liu. Lecture notes: introduction to finite element method. http://urbana.mie.uc.edu/yliu/Liu_Home.htm

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

https://corsi.unige.it/corsi/9269/studenti-orario

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L’esame consisterà in:

- una prova scritta sul calcolo matriciale delle strutture consistente in uno/due esercizi relativi all'assemblaggio di telai piani di aste/travi ed alla loro soluzione con le condizioni al contorno assegnate
- una prova orale che verterà sugli argomenti del corso inclusa la discussione delle attività di laboratorio di simulazione

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

L'esame scritto valuterà la competenza nell'uso degli strumenti di analisi strutturale di telai e strutture piane. L'esame orale valuterà la chiarezza nell'esposizione degli argomenti trattati e quindi la comprensione approfondita dei metodi e degli strumenti proposti nel corso, facendo particolare attenzione ai limiti di validità dei medesimi e dei loro campi di applicazione.