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Anno Accademico 2016/17
04NIONE
Progettazione di prodotto e di processo con metodi numerici
Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Meccanica - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Salmi Alessandro ORARIO RICEVIMENTO A2 ING-IND/16 25 0 25 0 11
Soma' Aurelio ORARIO RICEVIMENTO PO ING-IND/14 28 4 18 0 11
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/14
ING-IND/16
5
5
B - Caratterizzanti
B - Caratterizzanti
Ingegneria meccanica
Ingegneria meccanica
Presentazione
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 lamiera e 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.
Risultati di apprendimento attesi
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 lamiera e 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 lamiera e in materiali polimerici.
Prerequisiti / Conoscenze pregresse
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.

L’allievo che segue il corso deve avere conoscenze di disegno tecnico industriale, tecnologia meccanica e sistemi Integrati di produzione.
E’ indispensabile che l’allievo abbia confidenza con l’uso dei computer.
Programma
PROGRAMMA (docente: Ing. A. Salmi)
La filosofia della simulazione dei processi produttivi;
Le materie plastiche (generalità);
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
Altre tecnologie di trasformazione dei materiali termoplastici;

PROGRAMMA (docente: Prof. A. Somà)
1. 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.

2. 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.

3. 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.
Organizzazione dell'insegnamento
ORGANIZZAZIONE DELL’INSEGNAMENTO (docente: Ing. A. Salmi)
Le esercitazioni sono svolte presso il laboratorio "RMLAB" del Dipartimento di Ingegneria Gestionale e della Produzione (DIGEP) e vertono sulla determinazione della finestra di stampaggio per la produzione di manufatti in resina termoplastica mediante un software di simulazione di processo (VISI Flow). Le esercitazioni sono finalizzate alla stesura di una relazione tecnica da effettuarsi in gruppo di 4/5 persone.


ORGANIZZAZIONE DELL’INSEGNAMENTO (docente: Prof. A. Somà)
Come parte integrante del corso 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.
Testi richiesti o raccomandati: letture, dispense, altro materiale didattico
TESTI RICHIESTI O RACCOMANDATI: LETTURE, DISPENSE, ALTRO MATERIALE DIDATTICO (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
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.

TESTI RICHIESTI O RACCOMANDATI: LETTURE, DISPENSE, ALTRO MATERIALE DIDATTICO (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.
Criteri, regole e procedure per l'esame
CRITERI REGOLE E PROCEDURE PER L’ESAME (docente: Ing. A. Salmi)
L'esame finale è volto ad accertare l'acquisizione delle conoscenze sulla simulazione di processo ed è organizzato in due fasi:
- la prima comprende un esame orale sugli argomenti trattati nelle lezioni;
- la seconda verte sulla valutazione della relazione tecnica. La relazione deve essere consegnata almeno una settimana prima rispetto a quando si sosterrà l’esame orale.

CRITERI REGOLE E PROCEDURE PER L’ESAME (docente: Prof. A. Somà)
L'esame consiste in una prova orale. Per la partecipazione all'esame è necessario presentare le relazioni relative alle esercitazioni di progetto. La prova orale consiste nella discussione degli elaborati di progetto e di una verifica sugli argomenti svolti a lezione.
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2016/17
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