Fondamenti
+ Complementi di MECCANICA APPLICATA 12 CFU
(Corso di laurea in ingegneria MECCANICA)
Obiettivi di Apprendimento
L'obiettivo formativo del corso è quello di fornire allo studente una metodologia che gli consenta di ridurre a schema una qualsiasi macchina reale e di effettuarne lo studio in condizioni di equilibrio cineto-statico, di equilibrio dinamico e di transitorio.
Modalità di esame
L'esame prevede una prova una orale e una prova scritta o, in alternativa, la consegna periodica di esercitazioni assegnate durante il corso.
Programma del corso a.a. 2016/17
Cinematica
applicata.
Classificazione di: membri, coppie, contatti, meccanismi, macchine. Cinematica
dei moti rigidi piani: velocità ed accelerazioni. Moti composti. Circonferenze
dei flessi, di stazionarietà e dei regressi. Punto di flesso della normale.
Centro di curvatura della traiettoria di un punto. 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. Studio della mobilità e della cinematica a campo
intero. Analisi di macchine reali e loro riduzione a schema. Uso del software
GIM.
Cinetostatica applicata - Equazioni cardinali della statica. Forze agenti
negli accoppiamenti con contatti puntiformi o lineari: attrito radente; coppie
superiori; coppia rotoidale, coppia prismatica, Attrito coulombiano. Attrito
volvente. Rendimento. Problemi di trazione. Individuazioni delle condizioni di
impuntamento degli accoppiamenti. Meccanismi per il moto unidirezionale: Ruote
libere, arpionismi. Trasporto su rulli e rulliere.
Ingranaggi
- Ruote di
frizione: analisi delle forze scambiate e rendimento. Ruote dentate cilindriche
a denti diritti ed elicoidali: genesi dei denti, proporzionamento
modulare normale e ribassato, analisi delle forze scambiate tra i denti, minimo
numero di denti. Forze scambiate tra i denti equilibrio e rendimento. Rendimento
dei supporti. Rotismi ordinari e cambi di velocità; Ruote dentate coniche a
denti diritti: genesi dei profili, dati geometrici caratteristici, forze
scambiate, minimo numero di denti. Vite senza fine-ruota elicoidale: rapporti
di trasmissione, forze scambiate,
rendimento ed impuntamento.
Rotismi epicicloidali a tre ed a quattro ruote, equilibrio esterno ed
interno, funzione cinematica e dinamica dei satelliti, analisi comparata del
comportamento di un R.E. e di un rotismo ordinario a tre alberi.
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. Meccanica delle
cinghie trapezoidali: equazioni di equilibrio indefinite e penetrazione
radiale, coefficiente di attrito equivalente, determinazione delle condizioni
limite di scorrimento. Trasmissione del
moto con catene: struttura e funzionamento della catena Zobel.
Catene silenzione (Morse). Trasmissione di potenza
con più pulegge condotte. 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.
Azioni
nei contatti di combaciamento - Ipotesi
del Reye
e teoria dell’usura: distribuzione delle pressioni al contatto. Freni a
tamburo ad accostamento rigido e semilibero. Freni a disco ad accostamento rigido. Efficacia frenante: confronto
tra i diversi tipi di freno. Frizioni piane monodisco e multi disco.
Sincronizzatori.
Dinamica
applicata – Equazione dell'energia: energia cinetica,
regimi di funzionamento delle macchine. Analisi dinamica diretta. Irregolarità
del moto. Problema del volano. Studio dei transitori mediante
l’approccio energetico e la riduzione dinamica dei sistemi. Caratteristica
meccanica delle macchine: accoppiamento diretto motore utilizzatore o mediante
riduttore.
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: ampiezza e fase. Riduzione di
combinazioni di molle. Vibrazioni torsionali. Vibrazioni flessionali. Vibrazioni su supporto mobile. Accelerometro
e sismografo. Isolamento dalle vibrazioni. Cenni sulle vibrazioni a più gradi
di libertà.
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"
G. Belforte, Meccanica
Applicata alle Macchine, Ed. Giorgio Torino, 1993
C. Ferraresi, T.Raparelli: "Meccanica Applicata"CLUT,
1997
E. Funaioli, A. Maggiore, U.
Meneghetti: “Fondamenti di Meccanica delle Macchine”, Patron Editore 2005.
V. Cossalter:
“Meccanica Applicata alle Macchine” Edizioni Progetto, 2004
Slides del docente.