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Sperimentazione ed affidabilità delle costruzioni meccaniche

01NIUNE

A.A. 2020/21

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Meccanica - Torino

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Lezioni 42
Esercitazioni in aula 18
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Rossetto Massimo Professore Ordinario IIND-03/A 42 18 0 0 10
Collaboratori
Espandi

Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/14 6 D - A scelta dello studente A scelta dello studente
2020/21
Obiettivo dell'insegnamento è quello di fornire alcune conoscenze fondamentali per affrontare le problematiche della sperimentazione e dell'affidabilità dei componenti e dei sistemi meccanici all'interno dei processi di progettazione e sviluppo. In particolare vengono trattati i concetti base della affidabilità dei componenti e dei sistemi meccanici, le metodologie del "Design of Experiments", le tecniche di robust design con particolare riferimento ai problemi della qualità.
The subject aims at providing students with fundamental knowledge of the the reliability of mechanical components and systems and of the design of experiments within the design and development processes. The main topics of the subject are the ‘Design of Experiments’ method, the basic topics related to the reliability and the robust design of mechanical systems, with special emphasis on quality related issues.
Capacità di impostare un piano sperimentale, conoscenza dei concetti e delle tecniche affidabilistiche, conoscenza delle metodologie sperimentali utilizzate nell'ambito della qualità
Conoscenza della statistica elementare, dei principi di misure meccaniche e delle basi della progettazione meccanica.
Introduzione: le fasi della progettazione del prodotto: la sperimentazione all’interno della fase di progettazione. - Richiami e integrazioni di statistica: probabilità, parametri dei campioni e delle popolazioni. Distribuzioni: normale, lognormale, uniforme, di Weibull, esponenziale, binomiale, di Poisson. Algebra normale. Inferenza statistica, inferenza di distribuzioni normali e della distribuzione di Bernoulli. Regressione: metodo dei minimi quadrati, misure di correlazione, Intervalli di confidenza regressione lineare Carte di probabilità (normale, lognormale, Weibull). Intervalli di confidenza sulle carte di probabilità. Outlier Cenni sulla valutazione dei parametri delle distribuzioni e sulla regressione con il principio della massima verosimiglianza (maximum likelihood). - Richiami di Misure meccaniche: definizione di misura, caratteristiche metrologiche degli strumenti di misura, accuratezza-precisione-giustezza, errori e incertezza, valutazione dell'incertezza, compatibilità delle misure. - Affidabilità: Definizione e calcolo dell’affidabilità nel caso statico. probabilistic design Affidabilità e fattore tempo, tasso di guasto, MTTF, MTBF Affidabilità di sistemi in serie, in parallelo, k out of n e misti. Sistemi in stand by Prove per la verifica dell’affidabilità: tipologie campioni, analisi di Weibull, distribuzioni miste Sudden Death, Success run Prove accelerate qualitative e quantitative, aumento di frequenza, overstress; modelli di Arrhenius, Eyring, IPL, T-NT, Prove con numero di elementi ridotti: staircase e piani a tempo prolungato - Design of experiments: Test di ipotesi, confronti fra due set di dati. Analisi della varianza a un fattore. Analisi della varianza a due fattori con e senza ripetizioni Piani sperimentali classici e fattoriali, modello matematico calcolo degli effetti, Piani sperimentali fattoriali, tavole di Yates, ortogonalità. Piani fattoriali ridotti, confounding. Piani fattoriali a blocchi. Cenno sulla metodologia delle superfici di risposta - Qualità dei prodotti: Definizione di qualità, Indice di Capacità di processo, Quality Loss Function, Tolleranze, fattore di sicurezza economico Strategie per il miglioramento della qualità, Diagramma P, Concept, parameter e tolerance design, Robust design. ANOM, analisi di sensibilità. Critica al metodo, l’esperimento di controllo. Strumenti per la gestione e la valutazione della qualità e dell’affidabilità e l'analisi delle cause reali (root cause analysis): Check list, Diagrammi di Pareto, Brainstorming, 5Whys, Diagrammi fishbone, FMEA, FMECA, FTA. Cenni alla metodologia six sigma.
L'insegnamento prevede lezioni in cui vengono illustrati gli argomenti del corso anche con esempi applicativi. Saranno proposti degli esercizi guidati sui temi trattati a lezione che saranno discussi durante le esercitazioni.
Appunti forniti dal docente Testi per approfondimenti: - G. Belingardi, “Strumenti statistici per la meccanica sperimentale e l’affidabilità”- Levrotto & Bella, 1997 - C. Lipson, N. Sheth, “Statistical Design and Analysis of Engineering Experiments”, McGraw-Hill, 1973 - W.J. Dixon., F.J. Massey, “Introduction to statistical analysis”, Int. Student Edition, McGraw-Hill, 1985 - M. Vigier, “Pratique des plans d’expériences”, Les éditions d’organisation, Paris, 1988 - R. Levi, “Elementi di statistica sperimentale”, RTM, Vico Canavese, 1972 - G. Vicario, R. Levi “Calcolo delle probabilità e statistica per ingegneri”, Prog. Leonardo, Bologna, 1998 - G. Casella R.L. Berger “Statistical Inference”, Duxbury, 2002 - W. Nelson, Accelerated testing” John Willey & Son, New York,, 1990 - Carter A.D.S. - "Mechanical Reliability", Macmillan 1986 - Kampur K.C., Lamberson L.R. - "Reliability in engineering design", John Wiley 1977 - M.S. Phadke, “Quality engineering using Robust Design”, Prentice Hall, New Jersey 1989 - Genichi Taguchi, “Taguchi on robust technology development: bringing quality engineering upstream”, ASME Press, New York ,1993 - Genichi Taguchi, “Introduction to quality engineering: designing quality into products and processes”, Unipub, Dearborn, American Supplier Institute, White Plains, 1986 - Genichi Taguchi, “System of experimental design: engineering methods to optimize quality and minimize costs”,: Unipub Kraus ; Dearborne : American Supplier Institute, New York, 1987 - Link utili Manuale di statistica: www.dsa.unipr.it/soliani/soliani.html www.weibull.com (life data analysis, accelerated life testing, system analysis) www.freequality.org www.qualityamerica.com https://faculty.vassar.edu/lowry/webtext.html
Modalità di esame: Prova orale obbligatoria;
L'esame consiste in una prova orale, con due o tre domande di durata compresa fra 20 e 40 minuti, tesa ad accertare la capacità di individuare le metodologie appropriate e utilizzare correttamente gli strumenti statistici per la valutazione della qualità e dell'affidabilità dei prodotti e per il miglioramento della qualità dei prodotti e dei processi. La valutazione considera la capacità di individuare le metodologie appropriate per risolvere i problemi posti e la capacità di applicare correttamente gli strumenti illustrati a lezione.
Modalità di esame: Prova orale obbligatoria;
L'esame consiste in una prova orale, con due o tre domande di durata compresa fra 20 e 40 minuti, tesa ad accertare la capacità di individuare le metodologie appropriate e utilizzare correttamente gli strumenti statistici per la valutazione della qualità e dell'affidabilità dei prodotti e per il miglioramento della qualità dei prodotti e dei processi. La valutazione considera la capacità di individuare le metodologie appropriate per risolvere i problemi posti e la capacità di applicare correttamente gli strumenti illustrati a lezione.
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