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Dinamica dei rotori per applicazioni aerospaziali
01SRAMT
A.A. 2020/21
Lingua dell'insegnamento
Italiano
Corsi di studio
Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Aerospaziale - Torino
Organizzazione dell'insegnamento
| Didattica | Ore |
|---|---|
| Lezioni | 40 |
| Esercitazioni in aula | 20 |
Docenti
| Docente | Qualifica | Settore | h.Lez | h.Es | h.Lab | h.Tut | Anni incarico |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Zucca Stefano | Professore Ordinario | IIND-03/A | 40 | 0 | 0 | 0 | 7 |
Collaboratori
Didattica
| SSD | CFU | Attivita' formative | Ambiti disciplinari | ING-IND/14 ING-IND/14 |
3 3 |
D - A scelta dello studente F - Altre attività (art. 10) |
A scelta dello studente Altre conoscenze utili per l'inserimento nel mondo del lavoro |
|---|
2020/21
L'insegnamento fornisce gli stumenti e le conoscenze di base per l'analisi dinamica strutturale e la progettazione di componenti rotanti per applicazioni aerospaziali (e aeronautiche). L’insegnamento analizza i principali fenomeni dinamici negli organi rotanti delle turbomacchine e fornisce le conoscenze teoriche e i metodi di calcolo necessari alla progettazione in campo dinamico di tali organi.
L'insegnamento fornisce gli stumenti e le conoscenze di base per l'analisi dinamica strutturale e la progettazione di componenti rotanti per applicazioni aerospaziali (e aeronautiche). L’insegnamento analizza i principali fenomeni dinamici negli organi rotanti delle turbomacchine e fornisce le conoscenze teoriche e i metodi di calcolo necessari alla progettazione in campo dinamico di tali organi.
L’obiettivo principale dell’insegnamento è quello di fornire all’allievo le conoscenze necessarie per l’analisi e il progetto strutturale di componenti rotanti in presenza di fenomeni dinamici. Il raggiungimento di tale obiettivo richiede:
- La conoscenza dei modelli discreti e continui utilizzabili per l’analisi dinamica dei componenti;
- La conoscenza dei principi dell’analisi modale e della risposta forzata di sistemi lineari;
- La conoscenza del comportamento dinamico lineare di rotori e l’effetto dei principali parametri geometrici e meccanici;
- La conoscenza del comportamento dinamico di dischi palettati e ingranaggi e l’effetto delle asimmetrie (mistuning);
- La conoscenza dei principi della dinamica non-lineare di strutture con non-linearità localizzate.
Al termine dell’insegnamento lo studente sarà consapevole dei principali effetti dinamici tipici delle turbomacchine, saprà adottare gli strumenti di calcolo analitici o numerici più appropriati per una corretta progettazione e sarà in grado di integrare le nuove conoscenze acquisite con i concetti di resistenza statica e durata dei componenti del motore aeronautico.
L’obiettivo principale dell’insegnamento è quello di fornire all’allievo le conoscenze necessarie per l’analisi e il progetto strutturale di componenti rotanti in presenza di fenomeni dinamici. Il raggiungimento di tale obiettivo richiede:
- La conoscenza dei modelli discreti e continui utilizzabili per l’analisi dinamica dei componenti;
- La conoscenza dei principi dell’analisi modale e della risposta forzata di sistemi lineari;
- La conoscenza del comportamento dinamico lineare di rotori e l’effetto dei principali parametri geometrici e meccanici;
- La conoscenza del comportamento dinamico di dischi palettati e ingranaggi e l’effetto delle asimmetrie (mistuning);
- La conoscenza dei principi della dinamica non-lineare di strutture con non-linearità localizzate.
Al termine dell’insegnamento lo studente sarà consapevole dei principali effetti dinamici tipici delle turbomacchine, saprà adottare gli strumenti di calcolo analitici o numerici più appropriati per una corretta progettazione e sarà in grado di integrare le nuove conoscenze acquisite con i concetti di resistenza statica e durata dei componenti del motore aeronautico.
Conoscenze di base delle meccanica applicata e delle macchine. E' auspicabile la conoscenza di base di strumenti di calcolo, quali Matlab, per lo svolgimento delle esercitazioni.
Conoscenze di base delle meccanica applicata e delle macchine. E' auspicabile la conoscenza di base di strumenti di calcolo, quali Matlab, per lo svolgimento delle esercitazioni.
Richiami di dinamica strutturale:
Sistema a parametri concentrati: equazioni di equilibrio dinamico; parametri modali; risposta libera e forzata.
Dinamica di sistemi continui:
Dinamica di elementi prismatici; dinamica di dischi assialsimmetrici, effetto della velocità di rotazione. Discretizzazione di sistemi continui.
Rotordinamica:
Le vibrazioni nei rotori; diagramma di Campbell; velocità critiche; effetto dei momenti giroscopici.
Dinamica di dischi palettati:
Simmetria ciclica e matrici circolanti; vibrazioni libere e diametri nodali; vibrazioni forzate e “Engine order”; diagramma di Campbell, dischi non accordati (mistuning); fenomeno del “veering”; modelli ridotti per famiglie di modi isolati.
Dinamica di ingranaggi cilindrici:
Modelli a parametri concentrati per una coppia di ruote dentate, modelli a parametri concentrati per rotismi epicicloidali.
Fenomeni non lineari:
Non linearità nel contatto; modellazione di contatti striscianti, modellazione di contatti intermittenti, metodo del bilanciamento armonico per risposte periodiche.
Richiami di dinamica strutturale:
Sistema a parametri concentrati: equazioni di equilibrio dinamico; parametri modali; risposta libera e forzata.
Dinamica di sistemi continui:
Dinamica di elementi prismatici; dinamica di dischi assialsimmetrici, effetto della velocità di rotazione. Discretizzazione di sistemi continui.
Rotordinamica:
Le vibrazioni nei rotori; diagramma di Campbell; velocità critiche; effetto dei momenti giroscopici.
Dinamica di dischi palettati:
Simmetria ciclica e matrici circolanti; vibrazioni libere e diametri nodali; vibrazioni forzate e “Engine order”; diagramma di Campbell, dischi non accordati (mistuning); fenomeno del “veering”; modelli ridotti per famiglie di modi isolati.
Dinamica di ingranaggi cilindrici:
Modelli a parametri concentrati per una coppia di ruote dentate, modelli a parametri concentrati per rotismi epicicloidali.
Fenomeni non lineari:
Non linearità nel contatto; modellazione di contatti striscianti, modellazione di contatti intermittenti, metodo del bilanciamento armonico per risposte periodiche.
Il corso prevede 40 ore circa di lezioni teoriche, accompagnate da 20 ore circa di esercitazioni. Nel corso delle esercitazioni gli studenti dovranno risolvere problemi semplici o in modo analitico o con specifici strumenti di calcolo.
Il corso prevede 40 ore circa di lezioni teoriche, accompagnate da 20 ore circa di esercitazioni. Nel corso delle esercitazioni gli studenti dovranno risolvere problemi semplici o in modo analitico o con specifici strumenti di calcolo.
Modalità di esame: Prova orale obbligatoria; Prova scritta su carta con videosorveglianza dei docenti;
La prova scritta ha una durata di 2 ore e consiste di due o tre esercizi (il numero dipenderà dalla difficoltà degli stessi) di difficoltà comparabile a quelli svolti a esercitazione. Lo scopo della prova scritta è quello di accertare le capacità dello studente a utilizzare le conoscenze acquisite per la risoluzione di semplici problemi ingegneristici. Durante la prova scritta non è consentita la consultazione di materiale didattico. Il voto minimo per l'ammissione alla prova orale è 18/30. Il voto massimo è 30/30.
La prova orale consiste di domande volte ad accertare la conoscenza della teoria e la capacità di interpretare correttamente grafici e diagrammi. Il voto minimo della prova orale per il superamento dell'esame è 18/30.
Il voto finale si ottiene come media aritmetica dei voti della prova scritta e della prova orale.
Exam: Compulsory oral exam; Paper-based written test with video surveillance of the teaching staff;
The written test lasts 2 hours and consists of two or three exercises (the number will depend on the difficulty of the same) of difficulty comparable to those carried out during the semester. The purpose of the written test is to check the student's ability to use the acquired knowledge to solve simple engineering problems. The written test is a closed book test.
The minimum mark for admission to the oral exam is 18/30. The maximum mark is 30/30.
The oral exam consists of questions aimed at checking the knowledge of the theory and the ability to correctly interpret graphs and diagrams. The minimum mark of the oral test to pass the exam is 18/30.
The final mark is obtained as the average of the marks of the written test and the oral test.
Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria; Prova scritta su carta con videosorveglianza dei docenti;
La prova scritta ha una durata di 2 ore e consiste di due o tre esercizi (il numero dipenderà dalla difficoltà degli stessi) di difficoltà comparabile a quelli svolti a esercitazione. Lo scopo della prova scritta è quello di accertare le capacità dello studente a utilizzare le conoscenze acquisite per la risoluzione di semplici problemi ingegneristici. Durante la prova scritta non è consentita la consultazione di materiale didattico. Il voto minimo per l'ammissione alla prova orale è 18/30. Il voto massimo è 30/30.
La prova orale consiste di domande volte ad accertare la conoscenza della teoria e la capacità di interpretare correttamente grafici e diagrammi. Il voto minimo della prova orale per il superamento dell'esame è 18/30.
Il voto finale si ottiene come media aritmetica dei voti della prova scritta e della prova orale.
Exam: Written test; Compulsory oral exam; Paper-based written test with video surveillance of the teaching staff;
The written test lasts 2 hours and consists of two or three exercises (the number will depend on the difficulty of the same) of difficulty comparable to those carried out during the semester. The purpose of the written test is to check the student's ability to use the acquired knowledge to solve simple engineering problems. The written test is a closed book test.
The minimum mark for admission to the oral exam is 18/30. The maximum mark is 30/30.
The oral exam consists of questions aimed at checking the knowledge of the theory and the ability to correctly interpret graphs and diagrams. The minimum mark of the oral test to pass the exam is 18/30.
The final mark is obtained as the average of the marks of the written test and the oral test.