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PORTALE DELLA DIDATTICA

Dinamica dei sistemi meccanici

03FOENE

A.A. 2018/19

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Meccanica - Torino

Mutua

01BPPNG

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Lezioni 39
Esercitazioni in aula 21
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Fasana Alessandro - Corso 2 Professore Ordinario ING-IND/13 39 0 0 0 10
Marchesiello Stefano - Corso 1 Professore Associato ING-IND/13 39 0 0 0 7
Fasana Alessandro
Meccanica delle vibrazioni - Corso 2
Professore Ordinario ING-IND/13 39 0 0 0 10
Marchesiello Stefano
Meccanica delle vibrazioni - Corso 1
Professore Associato ING-IND/13 39 0 0 0 7
Collaboratori
Espandi

Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/13 6 B - Caratterizzanti Ingegneria meccanica
2018/19
L'insegnamento si propone di fornire le conoscenze e le abilità per la modellazione matematica di sistemi meccanici nell'ambito delle applicazioni industriali, con particolare attenzione all'analisi dei fenomeni dinamici che si possono verificare negli organi di macchine.
The subject is addressed at providing the knowledge and capabilities for mathematical modelling of mechanical systems within industrial applications, focusing on the analysis of dynamic phenomena that may occur in machines.
Conoscenze relative al comportamento dinamico di strutture, sistemi meccanici e macchine rotanti in regime stazionario o periodico e in fasi transitorie. Capacità di modellizzare ed analizzare il comportamento dinamico di strutture, sistemi meccanici e macchine rotanti, mediante gli strumenti analitici forniti durante il semestre.
Knowledge related to the dynamic behaviour of structures, mechanical systems and rotating machines in steady state, periodic and transient motion. Capability of modelling and analysing the dynamic behaviour of structures, mechanical systems and rotating machines with the analytical methods provided in the subject.
Sono richieste conoscenze di base nell'ambito della meccanica teorica e applicata e dei fondamenti di calcolo differenziale e integrale.
Prerequisites for attending the subject is a basic knowledge of theoretical and applied mechanics, fundamentals of differential and integral calculus.
1 – (lez. ed eserc. 12 ore) Vibrazioni di sistemi a un grado di libertà smorzati; risposta libera, risposta armonica con notazione complessa; trasmissibilità; ingressi non periodici (gradino, impulso) e integrale di convoluzione. 2 – (lez. ed eserc. 14 ore) Vibrazioni di sistemi a molti gradi di libertà con smorzamento viscoso proporzionale: equazioni del moto in forma matriciale; autoproblema; ortogonalità dei modi; analisi modale; risposta libera; funzioni di risposta in frequenza; assorbitore dinamico. 3 – (lez. ed eserc. 10 ore) Meccanica analitica: principio dei lavori virtuali; principio di Hamilton; equazioni di Lagrange. 4 – (lez. ed eserc. 9 ore) Vibrazioni di sistemi continui: equazione delle onde (vibrazioni longitudinali e torsionali di barre); vibrazioni flessionali delle travi (Eulero-Bernoulli); condizioni al bordo; operatori autoaggiunti. 5 – (lez. ed eserc. 6 ore) Metodi approssimati: equazione dell’energia; quoziente di Rayleigh. 6 – (lez. ed eserc. 9 ore) Dinamica dei rotori: rotore di Jeffcott; diagrammi di Campbell; orbite di precessione; velocità critiche; influenza dell’elasticità dei supporti e dello smorzamento.
• Vibrations of damped single degree of freedom systems; free response; harmonic response (approach based on complex numbers); transmissibility; non-periodic input (step, impulse); convolution integral (theory and tutorials: 12 h.) • vibrations of multi-dof systems with proportional viscous damping: equation of motion (matrix form), eigenvalues and eigenvectors, orthogonality of modes, modal analysis, free response, frequency response functions, dynamic absorber (theory and tutorials: 14 h.) • elements of analytical dynamics: principle of virtual work, Hamilton’s principle, Lagrange’s equations (theory and tutorials: 10 h.) • vibrations of continuous systems (distributed parameters): wave equation (transverse oscillations of strings, axial and torsional oscillations of beams), bending vibrations of beams (Euler-Bernoulli) (theory and tutorials: 9 h.) • approximate methods: equation of energy, Rayleigh quotient (theory and tutorials: 6 h.) • dynamics of rotors: Jeffcott’s rotor, stability analysis, Campbell’s diagrams, whirl trajectories, critical speeds, influence of bearing flexibility and damping (theory and tutorials: 9 h.)
Gli argomenti teorici presentati durante le lezioni sono accompagnati da esempi e applicazioni. Le esercitazioni in aula permettono allo studente di verificare la comprensione delle lezioni e di implementare le tecniche di calcolo proposte. Durante le esercitazioni agli allievi è richiesto di interagire attivamente con il docente, in particolare nell’impostazione della soluzione dei problemi proposti, ma non sono previste né verifiche intermedie dell’apprendimento né relazioni su progetti. Il docente è disponibile su appuntamento (e-mail) per chiarimenti sugli argomenti illustrati.
Credits 6: 60 classroom hours (39 lecture hours, 21 tutorial hours). Theoretical lectures are supported by examples and applications. Lectures on a section of the syllabus will be followed by specific tutorials, where students are required to apply knowledge to working context problems. The tutor will provide materials and frames for solutions. However, students are asked to interact with the tutor, especially when setting the solution. The tutor will assist students during the tutorial class hours, supporting students in their learning progression and clarifying their doubts. Attendance to both lectures and tutorials is strongly recommended, being vital to achieve the expected learning outcomes. Neither intermediate formal checks of the learning process nor reports on projects are programmed. The teacher and the tutor are available weekly during the teaching period in order to meet students for consultation; please contact them by e-mail.
FASANA, MARCHESIELLO, Meccanica delle vibrazioni, CLUT VIGLIANI, Lectures on rotordynamics, CLUT VATTA, VIGLIANI, Il rotore di Jeffcott, CLUT MALVANO, VATTA, Dinamica delle macchine, Levrotto & Bella Dispense su specifici argomenti, esercizi, alcuni semplici codici in ambito MATLAB e altro materiale didattico sono forniti durante lo svolgimento dell’insegnamento e consultabili attraverso il portale della didattica.
FASANA, MARCHESIELLO, Meccanica delle vibrazioni, CLUT VIGLIANI, Lectures on rotordynamics, CLUT VATTA, VIGLIANI, Il rotore di Jeffcott, CLUT MALVANO, VATTA, Dinamica delle macchine, Levrotto & Bella Notes on specific topics, exercises and other material is distributed during the lectures.
Modalità di esame: prova scritta;
L’esame consiste nello svolgimento di una prova scritta senza l'aiuto di appunti o libri ed è composta di tre parti: nella prima è richiesto di risolvere un esercizio simile a quelli sviluppati nell’ambito dell’insegnamento; nella seconda è indicato un argomento illustrato durante le lezioni e si richiede di rispondere ad una serie di domande sullo stesso; nella terza è richiesta l’applicazione di metodologie descritte durante le lezioni in un contesto applicativo differente. È oggetto di valutazione la capacità di descrivere quantitativamente il comportamento di sistemi dinamici, partendo dalla definizione del modello per arrivare alla sua analisi. In particolare, nella prima parte della prova sarà verificata la capacità di applicare le conoscenze, mentre nella seconda e nella terza saranno verificate le conoscenze acquisite, le abilità comunicative e la capacità di estendere gli strumenti forniti dai docenti ad ambiti non direttamente affrontati dagli stessi. Durante le lezioni è inoltre fornito un esempio di tema d’esame, con discussione in aula del relativo svolgimento e con indicazione degli errori più frequenti e di come questi sono valutati. La prova dura 90 minuti e consente di raggiungere la valutazione massima di 30/30 e lode. Di norma pochi giorni dopo la prova scritta lo studente è convocato per ricevere informazioni sui criteri di correzione, verificare insieme ai docenti la correzione della sua prova scritta e la relativa formulazione del voto. In questa fase egli può chiedere delucidazioni agli esaminatori segnalando eventuali problemi di interpretazione dell’elaborato. Ulteriori dettagli sulle regole d’esame sono indicati nel portale della didattica alla pagina dell’insegnamento.
Exam: written test;
Achieved learning outcomes will be assessed by means of a final exam. This is based on an analytical assessment of student achievement of the “expected learning outcomes” described above. In order to properly assess such achievement, the examination consists of a written only test, duration 1 h 30 min, closed book, composed of three questions: the first is an exercise similar to those proposed during the tutorial; the second is focused on one of the topics seen during the lectures; the third asks the students to apply the methodologies explained in the subject to some new application or machine. The exam aims at evaluating the ability of the students to model the dynamic behavior of mechanical systems, starting from the model definition and ending with the system analysis. In particular, the first part of the test assesses the ability to apply knowledge, while the second and third parts aim at assessing knowledge, communication skills and ability to use tools and method taught in the lectures for solving problems not directly proposed in the class hours. The maximum obtainable mark is 30/30 cum laude. During the semester, students are given an example of the final test, with discussion of the solution and hints on common errors and evaluation criteria. A few days after the written test, students are summoned for a review of the written output, in which examiners inform the student on grading criteria, and receive any student appeal supported by appropriate explanations. Further details on exam rules are given on the official subject website.


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