Didattica - Università degli Studi di Padova

Syllabus

Prerequisiti:	Conoscenze e abilità di base di fisica (cinematica e dinamica del punto e del corpo rigido), di analisi matematica e di algebra lineare.
Conoscenze e abilita' da acquisire:	Il corso ha lo scopo di fornire le conoscenze fondamentali (leggi, equazioni, teoremi) per la modellistica in campo meccanico. Il corso permette di acquisire conoscenze sui principali componenti per la generazione del moto e la trasmissione di potenza. Il corso fornisce le metodologie e gli strumenti per la soluzione di problemi di analisi cinematica e dinamica delle macchine, con particolare riferimento al moto piano.
Modalita' di esame:	La verifica delle conoscenze e delle abilità avviene attraverso una prova d'esame suddivisa in due parti svolte in forma scritta in una stessa giornata: - nella prima parte, attraverso almeno due distinte domande a risposta aperta, si accertano le conoscenze dello studente sugli argomenti del corso, - nella seconda parte, attraverso la soluzione di un problema pratico (esercizio), si accertano le abilità relative alla modellazione meccanica e la capacità di svolgere calcoli in modo preciso ed accurato.
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 nell'interpretazione e soluzione di problematiche di meccanica applicata alle macchine. - la capacità dimostrata nell'applicare le conoscenze teoriche allo sviluppo di modelli cinematici e dinamici di meccanismi; - le capacità espositive e la rigorosità nella trattazione delle tematiche discusse.
Contenuti:	INTRODUZIONE: definizione di macchina e di meccanismo. Equazioni di congruenza, di equilibrio e di legame per i sistemi meccanici, ipotesi di lavoro. Analisi e sintesi di macchine: definizione di analisi cinematica diretta ed inversa, definizione di analisi dinamica diretta ed inversa, sintesi cinematica. CINEMATICA DEI SISTEMI ARTICOLATI PIANI: moto relativo, cinematica degli accoppiamenti, equazione di struttura, equazione di Grubler, equazioni di chiusura di un meccanismo, scelta di equazioni indipendenti. Definizione di gruppi di Assur, scomposizione di meccanismi in gruppi di Assur. Matrice Jacobiana delle equazioni di chiusura, soluzione iterativa delle equazioni di chiusura di posizione; schema iterativo di Newton-Raphson. Soluzione dell'analisi cinematica di posizione, velocità ed accelerazione, rapporti di velocità e di accelerazione. Configurazioni singolari. Esempi elementari: meccanismo biella-manovella, quadrilatero articolato, glifo oscillante. Centri di istantanea rotazione. Esercitazioni. DINAMICA DEI SISTEMI ARTICOLATI PIANI: richiami di meccanica del corpo rigido e di geometria delle masse. Principio dei lavori virtuali: enunciato ed applicazione diretta in problemi di dinamica inversa. Principio di d'Alembert; applicazione cineto-statica del principio dei lavori virtuali. Equazioni di Lagrange: enunciato generale e per meccanismi ad un solo grado di libertà, definizione di inerzia ridotta. Soluzione di problemi di dinamica inversa mediante approccio Newtoniano, calcolo delle reazioni vincolari. Cenni alla soluzione di problemi di dinamica diretta. Esercitazioni. CINEMATICA, DINAMICA E SINTESI DI CAMME: meccanismi con camme piane: classificazione, definizione di angolo di pressione, sottotaglio, analisi e sintesi cinematica (cenni), introduzione alle leggi di moto ed alla pianificazione del movimento, analisi cineto-statica. COMPONENTI PER LA TRASMISSIONE DEL MOTO NELLE MACCHINE: Rotismi: definizioni, generalità sulle ruote dentate, rotismi ordinari e planetari, formula di Willis, calcolo del rapporto di trasmissione effettivo, riduttori epicicloidali, il meccanismo differenziale. Trasmissioni con organi flessibili (funi, catene, cinghie). Cenni ad altre trasmissioni di potenza (vite-madrevite, pignone e cremagliera). Modelli dinamici lagrangiani per meccanismi ad un solo grado di libertà con trasmissioni di potenza. Rendimento meccanico delle trasmissioni di potenza. Esercitazioni
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento:	- Lezioni frontali anche con il supporto di materiale informatico (file power point e pdf preparati dal docente, digrammi ed elaborazioni in Matlab, video ed immagini, cataloghi industriali) - Esercitazioni svolte alla lavagna
Eventuali indicazioni sui materiali di studio:	Gestione del materiale didattico (dispense, esercizi, temi d'esame) tramite la piattaforma "moodle" (https://elearning.unipd.it/dtg/)
Testi di riferimento:	Giovagnoni, Marco; Rossi, Aldo, Una introduzione allo studio dei meccanismi M. Giovagnoni, A. Rossi. Padova: Libreria Cortina, 1999. Funaioli, Ettore; Maggiore, Alberto; Meneghetti, Umberto, Lezioni di meccanica applicata alle macchine. Bologna: Pátron, 2005.