MECHANICAL ENGINEERING
Anno accademico 2018/2019 - 1° annoCrediti: 6
Organizzazione didattica: 150 ore d'impegno totale, 92 di studio individuale, 28 di lezione frontale, 30 di esercitazione
Semestre: 1°
Obiettivi formativi
Il corso è diviso in due parti. Nella prima parte vengono forniti i concetti di base di meccanica applicata alle macchine; nella seconda parte vengono studiate le vibrazioni meccaniche di sistemi ad uno e due gradi di libertà.
Prerequisiti richiesti
Conoscenze di:
- Fisica 1 (equazioni del moto, diagrammi di corpo libero)
- Analisi 1 e 2 (serie di funzioni, derivate parziali, equazioni differenziali ordinarie)
- Algebra lineare (operazioni su vettori e matrici)
Frequenza lezioni
Frequenza obbligatoria
Contenuti del corso
MECCANICA APPLICATA ALLE MACCHINE1. COMPOSIZIONE DEI MECCANISMI.Macchina e meccanismo, coppie cinematiche, gradi di libertà delle coppie cinematiche, gradi di libertà di meccanismi piani e spaziali.2. RENDIMENTO.Definizione di rendimento di un meccanismo, rendimento in serie e parallelo, moto retrogrado.3. ATTRITO ED USURA.Coefficiente e lavoro d’attrito, cenni sulle teorie dell’attrito di strisciamento, l’attrito volvente, cerchio d’attrito. Esempi: coppia rotoidale, piano inclinato. Distribuzione delle pressioni di contatto ed ipotesi di Reye. Applicazioni: pattino piano, coppia rotoidale di spinta, freno a disco, contatto ceppo-puleggia e freno a tamburo.4. RUOTE DENTATE.Ruote di frizione, profili coniugati, circonferenze primitive e fondamentali, definizione di evolvente di cerchio. Ruote dentate cilindriche ad evolvente e relativo proporzionamento, determinazione dell’arco d’azione, condizione di non interferenza. Ruote dentate cilindriche a denti elicoidali, determinazione dell’arco d’azione. Accenni sulle ruote dentate coniche.5. ROTISMI.Rotismi ordinari, rotismi epicicloidali e formula di Willis, differenziale automobilistico. Esempi ed esercizi sui rotismi.6. ORGANI FLESSIBILI.Apparecchi di sollevamento, rigidezza elastica ed anelastica, attrito nei perni, paranchi di sollevamento, paranco differenziale.7. CINGHIE E CATENE.Tipologia di cinghie: piane, rotonde, a V, a costole, a denti. Trasmissione a cinghia tra assi paralleli, rendimento della trasmissione, forzamento della cinghia, potenza massima trasmissibile. Freni a nastro ordinario e differenziale. Accenni sulle catene.VIBRAZIONI MECCANICHE1. SISTEMI VIBRANTI AD UN GRADO DI LIBERTÀ: OSCILLAZIONI LIBERE.Generalità sulle vibrazioni meccaniche, oscillatore elementare libero, schemi strutturali equivalenti, molle in serie ed in parallelo. Esempi.2. SISTEMI VIBRANTI AD UN GRADO DI LIBERTÀ: OSCILLAZIONI SMORZATE.Oscillatore elementare smorzato, smorzamento critico, iper-critico e sub-critico, Metodo del decremento logaritmico. Esempi.3. SISTEMI VIBRANTI AD UN GRADO DI LIBERTÀ: OSCILLAZIONI FORZATE.Oscillatore elementare forzato, fattore di amplificazione, piano di Gauss-Argand e rappresentazione con vettori rotanti. Applicazioni: Fondazioni, spostamento del vincolo, sismografi ed accelerometri.4. SISTEMI VIBRANTI AD UN GRADO DI LIBERTÀ: OSCILLATORE TORSIONALE ELEMENTARE.Oscillatore torsionale elementare, alberi disposti in serie e parallelo, riduzione delle masse rotanti. Esempi.5. SISTEMI VIBRANTI A DUE GRADI DI LIBERTÀ: OSCILLAZIONI LIBERE E FORZATE.Sistema a 2 gdl libero, determinazione delle equazioni del moto. Sistema a 2 gdl forzato, determinazione delle equazioni del moto. Assorbitore dinamico.
Testi di riferimento
1. Funaioli E., Maggiore A., Meneghetti U., “Lezioni di Meccanica Applicata alle Macchine – Vol. 1”, Pàtron Editore.
2. Jacazio G., Piombo B., “Meccanica Applicata alle Macchine – Vol.2”, Levrotto & Bella Torino.
3. Diana G., Cheli F., “Dinamica e vibrazione dei sistemi”, Utet Libreria.
Programmazione del corso
Argomenti | Riferimenti testi | |
---|---|---|
1 | Algebra lineare di base (operazioni su vettori e matrici) | |
2 | Analisi matematica (serie di funzioni, derivate parziali, limiti, integrali; equazioni differenziali ordinarie) | |
3 | Fisica 1 (equazioni del moto, diagrammi corpo libero) | Principi di Fisica R.A. Serway, J. W. Jewett Jr; Herbert Goldstein: Classical Mechanics, 2nd ed, 1980 |
4 | Vibrazioni ad 1 gdl | Mechanical Vibrations (5th Edition) 5th Edition by Singiresu S. Rao |
5 | Attrito | FUNAIOLI-MAGGIORE-MENEGHETTI - MECCANICA APPLICATA ALLE MACCHINE - VOL.1 e 2 |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
L'esame prevede:
- prova scritta (2 ore)
- prova orale (esercizio + domande)
- esercitazione in Matlab (facoltativo)
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
- Vibrazioni ad 1gdl
- Diagrammi spostamento e fase per le vibrazioni forzate
- Organi flessibili
- Attrito
- Rendimento di un sistema