MECCANICA APPLICATA ALLE MACCHINE 9 CFU
(Corso di laurea specialistica in ingegneria aerospaziale)

Obiettivi di Apprendimento

Il corso si pone come obiettivo quello di fornire, oltre alle leggi generali che governano la meccanica dei sistemi, soprattutto i principali criteri metodologici per effettuare l’analisi cinematica, statica, energetica e dinamica dei meccanismi e delle macchine reali.

Modalità di esame

L'esame prevede una prova scritta ed una orale.

Programma sintetico del corso a.a. 2008/09 (100 ore)

Definizioni principali - Classificazione di: membri, coppie, contatti, meccanismi, macchine.

Cinematica applicata - Cinematica dei moti rigidi piani, Centro delle velocità, formula fondamentale; Moti composti, Teorema di Kennedy. Accelerazioni nei sistemi rigidi: invarianti, teorema di Rivals, teorema di Coriolis. Meccanismi articolati piani: quadrilatero articolato, manovellismo di spinta, guide di Fairbairn. Meccanismi con contatti di strisciamento e di puro rotolamento Meccanismi a camma. Equivalenza cinematica. Polari del moto. Accelerazione del centro delle velocità. Circonferenze dei flessi, di stazionarietà e dei regressi. Punto di flesso della normale. Centro di curvatura della traiettoria di un punto. Studio della mobilità e della cinematica a campo intero. Analisi di macchine reali e loro riduzione a schema.

Cinetostatica - Equazioni cardinali della statica. Forze agenti negli accoppiamenti con contatti puntiformi o lineari: attrito radente; coppie superiori; coppia rotoidale, coppia prismatica, Attrito colombiano. Attrito volvente. Rendimento. Impuntamento degli accoppiamenti. Problemi di trazione. Ruote libere e meccanismi per il moto intermittente.

Ruote dentate - Ruote di frizione; Ruote dentate cilindriche a denti diritti: genesi del profilo, caratteristiche geometriche, proporzionamento modulare, modulo massimo, serie di ruote, retta di azione, forze scambiate, analisi dell’ingranamento. Ruote dentate cilindriche a denti elicoidali caratteristiche geometriche. Ruote coniche, vite senza fine-ruota elicoidale. Rendimento degli imbocchi dentati. Rotismi ordinari. Cambi di velocità. Rotismi epicicloidali: sommatori, differenziali e riduttori, equilibrio e rendimento.

I flessibili - Classificazione delle cinghie. Equilibrio dei flessibili: azioni scambiate tra rigido e flessibile; arco ozioso e arco di scorrimento; legge di Eulero. Trasmissione del moto con flessibili; Rendimento cinematico. Sistemi di forzamento: supporto oscillante, rullo tenditore, forzamento iniziale. Limitatori di coppia. Trasmissione del moto con catene: struttura e funzionamento della catena Zobel. Classificazione delle funi. Perdite per imperfetta flessibilità. Analisi cinetostatica ed energetica degli impianti di sollevamento: carrucole fissa e mobile, paranco esponenziale, paranco ordinario, paranco di Weston; argano. Meccanica delle cinghie trapezie: penetrazione radiale ed equazioni di equilibrio indefinite, formule approssimate. Nastri trasportatori.

Dinamica applicata - Equazioni cardinali della dinamica. Principio di D’Alembert. Risultante e momento risultante delle forze di inerzia. Teorema della quantità di moto. Coppie giroscopiche. Equazione dell'energia: energia cinetica, regimi di funzionamento delle macchine. Risoluzione analitica del manovellismo di spinta, determinazione delle forze di inerzia ed equilibramento del monocilindrico e di pluricilindrici in linea. Analisi dinamica diretta:approccio energetico. Riduzione dinamica dei sistemi. Irregolarità del moto delle macchine a regime periodico e problema del volano. Accoppiamento motore utilizzatore.

Vibrazioni meccaniche – Identificazione del problema e costruzione del modello. Vibrazioni libere: frequenza naturale, fattore di smorzamento, risposta del sistema. Identificazione sperimentale di un sistema ad 1gdl. Vibrazioni forzate: forzante sinusoidale, inerziale e periodica generica. Risposta del sistema: fattore di amplificazione dinamica e fase. Vibrazioni torsionali e flessionali. Isolamento dalle vibrazioni. Sismografo e accelerometro.

Testi consigliati 

R. Monastero: "Appunti per il corso di Elementi di Meccanica Teorica ed Applicata"

R. Monastero: "Appunti per il corso di Meccanica Applicata alle Macchine"