Didattica - Università degli Studi di Padova

Syllabus

Prerequisiti:	Conoscenze fondamentali della cinematica (gradi di libertà, analisi cinematica, rapporti di velocità) e della dinamica (forze scambiate negli accoppiamenti, equazioni di Newton, dinamica Lagrangiana).
Conoscenze e abilita' da acquisire:	Negli ultimi decenni, la necessità di ottimizzare la progettazione di meccanismi complessi, come quelli impiegati in automazione, robotica o automotive, ha favorito lo sviluppo di algoritmi di calcolo e simulazione del comportamento dinamico di tali sistemi multi-corpo (multibody). In questo ambito, il corso mira a fornire un’estesa formazione delle moderne metodologie di rappresentazione e simulazione di tali sistemi attraverso degli strumenti pratici con i quali affrontare la progettazione e l’ottimizzazione di questo tipo di sistemi, nonché i concetti teorici per la corretta interpretazione dei risultati e formulazione delle ipotesi di modello. Al fine di estendere l’ambito di applicazione e di utilizzo delle simulazioni dei sistemi multibody, lo studio includerà anche la loro integrazione con simulazioni in altri domini, al fine di rappresentare le mutue relazioni da considerare in fase di progetto e ottimizzazione. Il corso include lo sviluppo e la soluzione di alcuni casi di interesse pratico e industriale mediante diversi ambienti di simulazione e codici di calcolo, sia di tipo commerciale che di tipo open source, evidenziando le potenzialità e le principali criticità dell’utilizzo di tali software, al fine di fornire agi studenti degli strumenti applicativi immediatamente utilizzabili nel progetto.
Modalita' di esame:	La verifica delle conoscenze e delle abilità avviene attraverso una prova d'esame suddivisa in due parti: 1. lo sviluppo e la discussione di una tesina nella quale lo studente deve sviluppare lo studio cinematico e dinamico di un sistema multibody assegnato dal docente mediante un software di simulazione; 2. una prova scritta, nella quale deve dimostrare la comprensione e la capacità di applicare i concetti teorici appresi
Criteri di valutazione:	I criteri di valutazione con cui verrà effettuata la verifica delle conoscenze e delle abilità acquisite sono: - la completezza delle conoscenze teoriche acquisite sugli argomenti del corso; - il livello di autonomia acquisito nella simulazione, interpretazione dei risultati e soluzione di problematiche di analisi dei sistemi multibody; - la capacità dimostrata nell'applicare le conoscenze teoriche allo sviluppo di modelli cinematici e dinamici di meccanismi; - le capacità espositive e il rigore nella trattazione delle tematiche discusse.
Contenuti:	INTRODUZIONE ALLO STUDIO DEI SISTEMI MULTIBODY • Introduzione e principali sistemi multibody; • Rappresentazione dei corpi e degli accoppiamenti in sistemi multibody; • Formulazione delle Equazioni di Lagrange mediante coordinate indipendenti e dipendenti; : esempi applicativi di sistemi ad uno o più gradi di libertà; • Implementazione delle Equazioni di Lagrange mediante calcolo simbolico: esempi applicativi di sistemi ad uno o più gradi di libertà. SIMULAZIONE DEI SISTEMI MULTIBODY • Generalità sui simulatori di sistemi multibody; • Panoramica dei principali simulatori: software commerciali, software open source; • Problemi numerici nella simulazione; • Integrazione con simulazione in altri domini (simulazioni MultiPhysics); • Modellistica e simulazione in ambiente Matlab - Simulink; • Modellistica e simulazione mediante software multibody commerciali e/o open source. CASI STUDIO E APPLICATIVI • Casi studio e applicativi di interesse pratico e industriale: ◦ sistemi a uno o più gradi di libertà ◦ sistemi piani o spaziali ◦ sistemi in presenza di elasticità concentrata o distribuita
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento:	• Lezioni frontali anche con il supporto di materiale informatico; • Lezioni al calcolatore con utilizzo di software.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio:	Gestione del materiale didattico (dispense, esercizi) tramite la piattaforma "moodle" (https://elearning.unipd.it/dtg/)
Testi di riferimento:	Garcia de Jalon, Javier; Bayo, Eduardo, Kinematic and dynamic simulation of multibody systems: the real time challenge. New York: Springer Science & Business Media, 2012.