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Progettazione Funzionale
Functional Design
Massimo Callegari

Sede Ingegneria
A.A. 2016/2017
Crediti 9
Ore 72
Periodo I
Lingua ITA

Prerequisiti
Conoscenze di base di meccanica applicata alle macchine, geometria ed analisi differenziale

Risultati di apprendimento attesi
CONOSCENZE E COMPRENSIONE:
L’insegnamento si propone di fornire nozioni avanzate di meccanica delle macchine in modo che gli studenti abbiano le competenze per studiare macchine e sistemi meccanici complessi, compresi i problemi di sintesi. In particolare lo studente acquisirà conoscenze relative all’analisi e alla progettazione funzionale di macchine e sistemi meccanici complessi, come le macchine utensili, i dispositivi e sistemi robotici ed i veicoli; inoltre verranno trattate le problematiche delle vibrazioni e dei sistemi di attuazione e trasmissione del moto
CAPACITA' DI APPLICARE LE CONOSCENZE:
Lo studente sarà in grado di impostare modelli cinematici, statici e dinamici di meccanismi e macchine, di studiarne il comportamento tramite simulazione e di affrontare la loro progettazione funzionale. Inoltre, svilupperà capacità di analisi e di sintesi di macchine e sistemi meccanici complessi, sapendo opportunamente scegliere e applicare appropriati metodi analitici e di modellazione, basati sull'analisi matematica e numerica, per poterne simulare al meglio il comportamento al fine di predirne e migliorarne le prestazioni
COMPETENZE TRASVERSALI:
Lo studente, oltre a migliorare la sua attitudine al ragionamento logico attraverso la risoluzione di problemi di analisi tipici della progettazione funzionale, avrà modo di sviluppare le proprie capacità comunicative nelle esercitazioni di gruppo, dove sarà tenuto a spiegare e sostenere le proprie idee ai colleghi ed al docente guida

Programma
COMPLEMENTI DI CINEMATICA E DINAMICA • Cinematica dei meccanismi articolati a più maglie e delle catene cinematiche spaziali. • Vibrazioni lineari di sistemi a più gradi di libertà. • Velocità critiche flessionali e torsionali. • Bilanciamento dei rotori. Dimensionamento dei volani. TRASMISSIONI E MECCANISMI PER IL MOTO VARIO • Riduttori di velocità. • Trasmissioni a cinghia ed a catena • Sistemi articolati: sintesi e bilanciamento. • Camme. • Meccanismi per il moto intermittente. ELEMENTI DI MECCATRONICA • Azionamenti elettrici. • Problematiche dell’attuazione servocomandata: accoppiamento motore-carico, leggi di moto per movimentazioni cicliche. • Sistemi meccanici retroazionati. STRUMENTI DI SIMULAZIONE • Introduzione all'ambiente di simulazione • Risoluzione dei problemi più comuni nello studio delle macchine • Modellazione ed analisi di semplici sistemi dinamici PROGETTAZIONE DELLE MACCHINE • Il processo della progettazione • La normativa (direttiva macchine, eco-progettazione, sicurezza) • Gli strumenti CAE per la progettazione • Esempio di progettazione: il robot I.Ca.Ro. • Esercitazioni a gruppi con sviluppo di piccoli progetti CASI DI STUDIO • Macchine a cinematica parallela • Modello elementare della dinamica di una autovettura • Analisi dinamica e bilanciamento di un m.c.i. •Progetto del cambio di un autoveicolo • Analisi delle vibrazioni torsionali della linea d’assi di un motore marino • Progetto funzionale della trasmissione di un ascensore meccanico

Modalità di svolgimento dell'esame
METODI DI VALUTAZIONE DELL'APPRENDIMENTO
Il livello di apprendimento degli studenti viene valutato attraverso due o tre prove: - una prova scritta, consistente nella soluzione di un esercizio; - una prova orale, consistente nella discussione su uno o più temi del programma; - la presentazione di un progetto di un semplice sistema meccanico (facoltativo). Lo svolgimento dei progetti è facoltativo e vengono normalmente svolti in gruppi composti da 2-4 studenti; i progetti vengono presentati dagli studenti in una/due giornate appositamente fissate dal docente alla fine delle lezioni. La loro valutazione mantiene la sua validità fino all'inizio delle lezioni del medesimo insegnamento nell'a.a. successivo, anche in caso di non superamento dell’esame orale.

CRITERI DI VALUTAZIONE DELL'APPRENDIMENTO
Per superare con esito positivo l’esame, lo studente deve dimostrare, attraverso le prove prima descritte, di aver ben compreso i concetti fondamentali dell’insegnamento ed in particolare di aver acquisito le competenze di base sulla progettazione funzionale di macchine e meccanismi. L’attribuzione del voto finale tiene conto delle conoscenze acquisite su tutti gli argomenti dell’insegnamento. La valutazione massima è raggiunta dimostrando una conoscenza approfondita dei contenuti dell’insegnamento nell'ambito delle prove scritta, orale e progettuale. La lode è riservata agli studenti che, avendo svolto tutte le tre prove in modo corretto e completo, hanno dimostrato la capacità di approfondire in modo autonomo gli argomenti fondamentali dell’insegnamento

CRITERI DI MISURAZIONE DELL'APPRENDIMENTO
Ad ognuna delle prove prima indicate è assegnato un punteggio compreso tra 0 e 30: il punteggio 0 corrisponde ad un esercizio non svolto o una domanda non risposta; il punteggio 18 corrisponde ad un argomento trattato in maniera appena sufficiente; il punteggio 30 viene attribuito agli studenti che dimostrino una particolare brillantezza nella esposizione orale o presentazione del progetto; i punteggi intermedi sono assegnati di conseguenza

CRITERI DI ATTRIBUZIONE DEL VOTO FINALE
Perché l'esito complessivo della valutazione sia positivo, lo studente deve conseguire almeno 16 punti (su 30), in ognuna delle prove prima descritte ed almeno 18 punti (su 30) nella valutazione complessiva. Il voto complessivo, in trentesimi, è dato dalla media pesata dei voti ottenuti nelle prove sostenute, con arrotondamento all'intero per eccesso; nel caso in cui sia stata svolta la prova progettuale, i pesi attribuiti sono i seguenti: progetto 30%, esercizio scritto 30%, discussione orale 40%; se non è stata svolta la prova progettuale, i pesi attribuiti sono i seguenti: esercizio scritto 40%, discussione orale 60%.

Testi consigliati
• Callegari, Fanghella e Pellicano: ”Meccanica Applicata alle Macchine”, Città Studi, 2013. • Copie delle trasparenze utilizzate dal docente (disponibili sul sito Moodle dell'insegnamento)

Corsi di laurea

• Ingegneria Meccanica (Corso di Laurea Magistrale (DM 270/04))