Scopo dell’insegnamento, composto da due moduli (uno di carattere progettuale, l’altro tecnologico) è quello di presentare le metodologie numeriche utilizzate sia nel campo della progettazione meccanica sia in quello della simulazione dei processi tecnologici. Per la parte riguardante la progettazione meccanica sono presentati i metodi numerici agli elementi finiti per la simulazione e il calcolo in condizioni statiche, con cenni anche al comportamento non lineare e dinamico stazionario. Per la parte di simulazione dei processi, dopo la descrizione dei principali processi utilizzati per la realizzazione di componenti in materiali polimerici, partendo dal modello matematico dell'elemento realizzato al CAD tridimensionale, sono esaminate le fasi che portano alla definizione delle attrezzature di produzione nell'ottica della Concurrent Engineering dove convivono tutte le moderne tecniche CAD/CAM/CAE.

- Conoscenza dei metodi numerici per il calcolo delle sollecitazioni e per la simulazione di processo - Conoscenza dei principali processi utilizzati per la realizzazione di componenti in materiali polimerici - Conoscenza delle problematiche relative al calcolo di strutture in campo non lineare - Capacità di utilizzare le tecniche di compressione del tempo nella fase di progettazione prodotto/processo - Capacità di eseguire verifiche strutturali con il metodo agli elementi finiti in campo lineare - Capacità di utilizzare la simulazione software per ottimizzare i processi di produzione di componenti in materiali polimerici

- Conoscenze degli argomenti trattati negli insegnamenti di disegno tecnico industriale, di tecnologia meccanica e di sistemi integrati di produzione - Capacità di utilizzare sistemi CAD - Conoscenze di base della progettazione meccanica - Conoscenze delle nozioni base del calcolo matriciale delle strutture - Conoscenza dei concetti fondamentali relative alle tecnologie di produzione

Modulo di Progettazione di prodotto con metodi numeri (docente: Prof. A. Somà) - Analisi Matriciale di Strutture (Principi fondamentale del metodo agli elementi finiti. Funzione di forma. Matrice di rigidezza e sue proprietà. Elementi molla. Elementi truss. Matrice di trasformazione delle coordinate. Carichi nodali equivalenti. Matrice costitutiva del materiale). - Metodo degli Elementi Finiti (Metodi variazionali per la definizione della matrice di rigidezza. Matrice di rigidezza dell'elemento truss ricavata con il metodo dei lavori virtuali. Elementi a due dimensioni. Stato piano di tensione. Stato piano di deformazione. Coordinate generalizzate. Coordinate naturali. Elementi isoparametrici. Jacobiano e sue applicazioni nelle operazioni di derivazione e integrazione. Metodi di integrazione numerica; punti di integrazione. Metodologie di modellazione. Criteri di convergenza. Elementi assialsimmetrici. Elementi a guscio sottile. Shell di Kirchoff. Shell di Mindlin. Il locking - Analisi Dinamica FEM (Concetti fondamentali di analisi dinamica negli elementi finiti. Vibrazioni libere e smorzate). Vibrazioni forzate. Formule fondamentali per i sistemi ad un grado di libertà. Fattore di amplificazione e risonanza. Matrici in analisi dinamica. Matrici di massa "consistenti" e "concentrate". Analisi modale. Guyan reduction. Subspace iteration. Analisi transitoria dinamica. Sovrapposizione modale. Il fattore di partecipazione modale. Metodi di integrazione diretta; metodi impliciti ed espliciti. Il metodo di Houbolt. Il metodo di Newmark; metodo di Wilson-teta. Analisi della stabilità e della precisione dei metodi di integrazione diretta. Operatori di approssimazione e di carico. Limite di stabilità. Applicazione ai metodi delle differenze centrali, di Houbolt, Wilson-teta, Newmark. Analisi di risposta armonica. Modulo di Progettazione di processo con metodi numerici (docente: Ing. A. Salmi) - La simulazione dei processi produttivi - Generalità sulle materie plastiche - Lo stampaggio ad iniezione e la simulazione del flusso di resina termoplastica nel processo di stampaggio a iniezione - L’interpretazione dei risultati della simulazione e le strategie da intraprendere per migliorare la qualità del manufatto - Introduzione agli stampi per lo stampaggio ad iniezione - Cenni ad altre tecnologie di trasformazione dei materiali termoplastici

Modulo di Progettazione di prodotto con metodi numerici (docente: Prof. A. Somà) Come parte integrante dell’insegnamento sono previste esercitazioni pratiche al calcolatore sui principali argomenti svolti a lezione. Le esercitazioni saranno svolte raggruppando gli studenti in squadre. Ciascuna squadra dovrà preparare una relazione contenente la risoluzione dettagliata dei problemi proposti. L’attività di laboratori consiste nella soluzione di esercizi di travature reticolari con ANSYS. Modello e soluzione di strutture 2D e 3D. Modulo di Progettazione di processo con metodi numerici (docente: Ing. A. Salmi) Le lezioni teoriche sono affiancate da esercitazioni in laboratorio. Lo scopo di tali esercitazioni è la progettazione (e l’ottimizzazione) del processo di stampaggio a iniezione di un componente plastico mediante un approccio di tipo CAE. Le esercitazioni si svolgeranno presso l’RMLab del Dipartimento di Ingegneria Gestionale e della Produzione (DIGEP) utilizzando principalmente il modulo VISI Flow del pacchetto software CAD/CAE/CAM VISI Series sviluppato da Vero Software (http://www.visicadcam.it/visiflow. Le esercitazioni saranno sviluppate in gruppi di 5 persone e saranno suddivise in due squadre. Esse sono finalizzate alla stesura di una relazione tecnica ed una presentazione (formato PowerPoint o similari). Durante l’ultima esercitazione, ogni gruppo dovrà: - consegnare la relazione tecnica (la consegna degli elaborati dovrà avvenire in modalità elettronica nell'apposita sezione del Portale della Didattica); - illustrare il lavoro svolto facendo uso della presentazione avendo a disposizione al massimo 15 minuti (10 minuti per la presentazione e 5 per le domande).

Modulo di Progettazione di prodotto con metodi numerici (docente: Prof. A. Somà) - A. Gugliotta, Elementi finiti, Editrice Otto - R.D. Cook, Concepts and applications of finite element analysis, Wiley - K.J. Bathe, E.L. Wilson, Numerical methods in finite element analysis, Prentice Hall Modulo di Progettazione di processo con metodi numerici (docente: Ing. A. Salmi) Le dispense, stampati delle diapositive utilizzate a lezione, vengono messe a disposizione agli studenti iscritti all'insegnamento sul Portale della Didattica. I testi consigliati per approfondimenti: - S. Kalpakjian, S.R. Schmid, Manufacturing Engineering & Technology (7th Edition), Prentice Hall - AA. VV., Manuale dello Stampista, Tecniche Nuove, Milano - G. Bertacchi, Manuale dello Stampaggio progettato, Tecniche Nuove, Milano

Modalità di esame: Prova orale obbligatoria; Prova scritta tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo; Elaborato progettuale in gruppo;

L’esame consiste in una prova scritta - seguita da una prova orale. Per accedere alla prova orale il candidato deve aver superato la prova scritta con almeno una votazione di 18/30. La prova orale deve essere sostenuta nella stessa sessione in cui è stata superata la prova scritta. Il report ed i disegni del progetto devono essere consegnati ed approvati entro il termine del periodo di lezione e caricati sul sito. Per motivi organizzativi è richiesta la prenotazione all’esame. Prova scritta Prova scritta a risposta aperta o chiusa tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo Exam integrata con strumenti di proctoring (Respondus). Il compito consiste in 18 domande a risposta multipla valutate al massimo 1 punto ciascuna e 2 domande a risposta aperta valutate al massimo 6 punti ciascuna. Si accede alla prova orale con 18/30 della prova scritta. L’esito della prova scritta sarà pubblicato sul portale della didattica. Gli scritti corretti saranno visibili all'inizio della prova orale. Prova orale La prova orale verrà svolta tramite un colloquio individuale sugli argomenti illustrati a lezione o durante le esercitazioni. Secondo le indicazioni dell'Ateneo in modalità da remoto tramite la piattaforma exam, ovvero in modalità mista Per la partecipazione alla prova orale è necessario aver superato con esito positivo la parte scritta ed è necessario presentare la relazione di progetto, che potrà essere oggetto di domande di chiarimento o approfondimento.

Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria; Prova scritta tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo; Elaborato progettuale in gruppo;

L’esame consiste in una prova scritta - seguita da una prova orale. Per accedere alla prova orale il candidato deve aver superato la prova scritta con almeno una votazione di 18/30. La prova orale deve essere sostenuta nella stessa sessione in cui è stata superata la prova scritta. Il report ed i disegni del progetto devono essere consegnati ed approvati entro il termine del periodo di lezione e caricati sul sito. Per motivi organizzativi è richiesta la prenotazione all’esame. Prova scritta Prova scritta a risposta aperta o chiusa tradizionalmente in aula ovvero tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo Exam integrata con strumenti di proctoring (Respondus). Il compito consiste in 18 domande a risposta multipla valutate al massimo 1 punto ciascuna e 2 domande a risposta aperta valutate al massimo 6 punti ciascuna. Si accede alla prova orale con 18/30 della prova scritta. L’esito della prova scritta sarà pubblicato sul portale della didattica. Gli scritti corretti saranno visibili all'inizio della prova orale. Prova orale La prova orale verrà svolta tramite un colloquio individuale sugli argomenti illustrati a lezione o durante le esercitazioni. Secondo le indicazioni dell'Ateneo in aula ovvero in modalità da remoto tramite la piattaforma exam, ovvero in modalità mista Per la partecipazione alla prova orale è necessario aver superato con esito positivo la parte scritta ed è necessario presentare la relazione di progetto, che potrà essere oggetto di domande di chiarimento o approfondimento.