Obiettivi formativi
Conoscenze e capacità di comprendere:
mediante le lezioni frontali tenute durante il corso, lo studente acquisirà le competenze necessarie a descrivere il comportamento dinamico e le vibrazioni delle macchine e dei sistemi meccanici, nonché la comprensione dei meccanismi che generano tali vibrazioni e dei metodi ingegneristici di analisi. Lo studente apprenderà inoltre le principali metodologie per ottenere soluzioni numeriche per l’analisi vibratoria, anche attraverso applicazione pratiche di interesse per l’ingegneria meccanica.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
mediante le esercitazioni pratiche svolte in classe relativamente ad alcuni argomenti del programma, lo studente apprenderà come applicare le conoscenze acquisite in un contesto reale di progettazione. Tale contesto troverà riscontro nella realizzazione, a gruppi, di un lavoro d’anno che consentirà allo studente di estendere ed applicare con un’attività pratica le conoscenze acquisite teoricamente.
Autonomia di giudizio:
lo studente dovrà essere in grado di comprendere e valutare in maniera critica i principali problemi legati alla modellazione e allo studio delle vibrazioni. In particolare, al termine del corso, dovrà saper valutare l’adeguatezza dei modello e saper scegliere la metodologia di analisi più opportuna per predirne il comportamento, valutandone le prestazioni computazionali e l’accuratezza.
Capacità comunicative:
tramite le lezioni frontali, il confronto con il docente e il progetto d’anno, lo studente acquisirà il lessico specifico inerente la dinamica e stabilità dei sistemi continui. Ci si attende che, al termine del corso, lo studente sia in grado di trasmettere, in forma orale e in forma scritta, i principali contenuti del corso, quali idee, problematiche ingegneristiche e relative soluzioni. Lo studente sarà inoltre in grado di comunicare le proprie conoscenze con mezzi adeguati, pertanto ci si attende la capacità di utilizzo di strumenti di uso comune nel settore, quali tabelle, schemi, diagrammi, software.
Capacità di apprendimento:
lo studente che abbia frequentato il corso sarà in grado di approfondire le proprie conoscenze anche attraverso la consultazione autonoma di testi specialistici, riviste scientifiche o divulgative, cataloghi tecnici, anche al di fuori degli argomenti trattati strettamente a lezione, al fine di affrontare efficacemente l’inserimento nel mondo del lavoro o intraprendere percorsi di formazione successivi.
Prerequisiti
Non vi sono propedeuticità obbligatorie. Sono richieste nozioni fondamentali di meccanica applicata e analisi matematica.
Contenuti dell'insegnamento
Il corso fornisce i concetti ed i metodi per affrontare lo studio del comportamento dinamico e vibratorio delle macchine e dei sistemi meccanici. In particolare, all’interno del corso sono presentati i principali metodi analitici e numerici per lo studio delle vibrazioni dei sistemi discreti e continui, anche attraverso applicazione pratiche di interesse per l’ingegneria meccanica. Le esercitazioni fanno uso di software per il calcolo numerico e di simulazione per apprendere i contenuti specifici del corso.
Programma esteso
Vibrazioni di sistemi ad un grado di libertà.
Isolamento delle vibrazioni.
Vibrazioni di sistemi a parametri concentrati a molti gradi di libertà.
Scrittura delle equazioni del moto in forma matriciale.
Vibrazioni libere di sistemi conservativi; riduzione del problema agli autovalori in forma standard. Matrici definite e semidefinite.
Proprietà delle frequenze e dei modi naturali.
Normalizzazione, ortogonalità, teorema di espansione.
Trasformazioni lineari di coordinate e coordinate modali; soluzione del problema forzato. Smorzamento proporzionale e smorzamento modale.
Smorzamento non proporzionale: metodo della matrice di transizione. Modi complessi.
Esempi pratici di analisi modale sperimentale in laboratorio.
Applicazioni tecniche ed esercitazioni.
Bibliografia
Tutte le slides delle lezioni e delle esercitazioni e tutto il materiale impiegato durante le lezioni e le esercitazioni (lucidi, schemi impiantistici, fogli Excel, filmati) sono resi disponili agli studenti tramite il portale Elly.
In aggiunta al materiale condiviso, lo studente può approfondire personalmente alcuni argomenti affrontati durante il corso facendo riferimento ai seguenti testi:
S. S. Rao, Mechanical Vibrations, 5th edition, Prentice Hall, 2011
J.P. Den Hartog, Mechanical Vibrations, 2nd edition, Dover Publications, 1956
L. Meirovitch, Analytical Methods in Vibrations, Macmillan Publishing Co., 1967
M. Petyt, Introduction to finite element vibration analysis, Cambridge, University Press, 1990
Metodi didattici
Il corso ha un peso di 6 CFU, che corrispondono a 48 ore di lezione. Le attività didattiche saranno condotte privilegiando lezioni frontali in aula alternate a esercitazioni. Durante le lezioni frontali vengono affrontati gli argomenti del corso da un punto di vista teorico-progettuale, al fine di favorire la comprensione profonda delle tematiche e di far emergere eventuali preconoscenze sui temi in oggetto da parte dei formandi.
Durante le esercitazioni, che potranno essere svolte anche in laboratorio, gli studenti saranno tenuti ad applicare la teoria ad un esercizio, un caso studio reale o un progetto sviluppato secondo i criteri metodologici illustrati nelle lezioni e nel materiale bibliografico e didattico.
Le slide e gli appunti utilizzate a supporto delle lezioni verranno caricate sulla piattaforma Elly. Per scaricare le slide da Elly è necessaria l’iscrizione al corso on line.
Tutto il materiale fornito è considerato parte integrante del materiale didattico. Si ricorda agli studenti non frequentanti di controllare il materiale didattico disponibile, gli annunci e le informazioni fornite dal docente tramite la piattaforma Elly, che è lo strumento utilizzato per le comunicazioni agli studenti. Su tale piattaforma, giorno per giorno, vengono indicati gli argomenti affrontati a lezione che andranno poi a costituire l’indice dei contenuti in vista della preparazione all’esame finale.
Modalità verifica apprendimento
La verifica dell’apprendimento avviene mediante la preparazione di un lavoro d’anno (progetto), che potrà essere individuale o di gruppo, e la discussione orale dello stesso.
Il contenuto del progetto è concordato con il docente all’inizio del corso ed è costituto da un problema pratico inerente i contenuti principali delle lezioni. Il progetto si ritiene concluso con la consegna del lavoro svolto (ad esempio: codice sorgente di un programma) e di una relazione tecnica dell'attività svolta.
La consegna dovrà avvenire una settimana prima della data ufficiale dell'appello che lo studente intende sostenere.
Il progetto è valutato come segue.
Sviluppo del progetto (max punti 10): comprensione dei requisiti e degli obiettivi, analisi dei prerequisiti, definizione di funzionalità, prestazioni e vincoli; progetto; realizzazione; integrazione, test e validazione.
Metodo di lavoro (max punti 10): indipendenza, proattività e creatività; ricerca, analisi, valutazione e selezione di diverse soluzioni; sistematicità e essenzialità; comunicazione all'interno del gruppo e con il docente.
Risultati (max punti 5): raggiungimento degli obiettivi previsti.
Documentazione (max punti 5): struttura; completezza e correttezza; stile.
La somma dei punti ottenuti corrisponde al voto finale espresso in trentesimi. I punteggi raggiunti devono essere confermati durante la prova orale che ha lo scopo di verificare l’effettivo contributo personale dello studente.
L'esame è superato per un punteggio complessivo pari o superiore a diciotto trentesimi. In caso di voto pari a trenta trentesimi, la commissione d'esame valuta l'opportunità di attribuire la lode sulla base della qualità della documentazione fornita e dell’esposizione orale.
Altre informazioni
Nessuna
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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