L'insegnamento fornisce gli strumenti 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. - L'abilità di cacolare frequenze naturali e modi di vibrare di sistemi a molti gradi libertà e continui. - L'abilità di calcolare la risposta forzata di sistemi a molti gradi di libertà e continui. - L'abilità di calcolare le velocità critiche di rotori. - L'abilità di eseguire calcoli di analisi modale e risposta forzata di dischi palettati 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.

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.

Slides; Esercizi; Video lezioni tratte da anni precedenti; Strumenti di simulazione;

Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria;

Exam: Written test; Compulsory oral exam;

... 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.

Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.