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Codice:
Course code: |
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38022 |
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Anno accademico:
Academic year: |
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2011-2012 |
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Titolo del corso:
Course title: |
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Ingegneria dei sistemi meccanici
Mechanical Systems Engineering
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Modulo:
Module: |
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Unico
U - Mechanical Systems Engineering
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Docente 1:
Teacher 1: |
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RIVA Riccardo |
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Ruolo Docente 1:
Teacher 1: |
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Modalità 1:
Type 1: |
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Convenzionale
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Settore scientifico-disciplinare:
Reference sector: |
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ING-IND/13 Meccanica applicata alle macchine |
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Anno di corso:
Year of degree course: |
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primo
first
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Facoltà:
Faculty: |
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Ingegneria |
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Modalità di frequenza:
Type: |
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Non obbligatoria |
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Semestre:
Semester: |
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1 |
Sottoperiodo:
Sub period: |
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0° |
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Numero totale di crediti:
Total credits: |
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9.0 |
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Carico di lavoro
Workload |
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Attività frontale:
Lectures: |
60.0 |
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Esercitazioni:
Applied activities: |
30.0 |
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Studio individuale:
Individual work: |
135.0 |
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Attività didattica a piccoli gruppi:
Group work: |
0.0 |
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Seminari:
Seminars: |
0.0 |
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Laboratori:
Laboratories: |
0.0 |
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TOTALE (voci sopra-elencate):
TOTAL: |
225.0 |
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Ore di lezione settimanali:
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8.0 |
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Prerequisiti:
Prerequisites: |
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conoscenze di base di matematica e fisica
Basic knowledge of mathematics and physics
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Obiettivi formativi:
Educational goals: |
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Il corso mira a sviluppare negli allievi la necessaria sensibilità fisica su argomenti fondamentali della meccanica delle macchine quali: le grandezze caratteristiche del moto, il flusso della potenza meccanica attraverso le macchine, le cause e i meccanismi di dissipazione della potenza, le vibrazioni. Si propongono nozioni descrittive della tipologia e della funzione dei principali componenti delle macchine. Si insegnano metodi utili per il calcolo di grandezze cinematiche in semplici meccanismi, il dimensionamento di massima della potenza richiesta nelle macchine, la valutazione del comportamento vibratorio in prima approssimazione.
The course aims to provide a physical awareness of the basic topics regarding mechanics of machines - typical amount of motion, power flow throughout a mechanical system, ways of and reasons for losing power, vibrations. A description of types and functions of main machine components is also provided. Useful methods for calculating the kinematics of simple mechanisms, for estimating the power required in machines and approximate evaluations of vibration behaviour are taught.
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Contenuto del corso:
Course contents: |
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Richiami: grandezze e unità di misura; cinematica e dinamica del punto materiale e del corpo rigido; teorema dei moti relativi; principio di d'Alembert; lavoro ed energia. Struttura generale di una macchina. Teorema delle potenze. Scrittura dell'equazione di bilancio delle potenze di una macchina in condizioni di regime assoluto. Flusso di potenza diretto e fusso di potenza retrogrado. Curve caratteristiche dei motori e loro parametri caratteristici.
Funzionamento del motore nei quattro quadranti. Adattamento motore/carico: trasmissioni e cambi di velocità. Energia dissipata nella trasmissione: rendimento in moto diretto e rendimento in moto retrogrado. Attriti: condizioni di attrito statico, radente e volvente. Potenza perduta per attrito radente e volvente. Scrittura dell'equazione di bilancio delle potenze in regime transitorio con
usso della potenza diretto e retrogrado. Calcolo del tempo di avviamento. Moto in regime periodico. Calcolo del volano.
Classi cazione dei movimenti. Leggi di moto. La trasmissione del movimento: rapporti di trasmissione variabili. Teorema di Coriolis e teorema di Rivals. Metodologie gra fiche, analitiche e numeriche per l'analisi cinematica di sistemi meccanici. Analisi dinamica di sistemi meccanici: metodo degli equilibri dinamici, metodi energetici.
Classi cazione e nomenclatura dei meccanismi. Sistemi articolati piani ad 1 grado di libertà: quadrilatero, manovellismo e sue inversioni glifi. Ruote dentate, trasmissioni a cinghia. Meccanismi a camma. Metodologie di analisi e sintesi di meccanismi.
Introduzione al problema delle vibrazioni. Scrittura delle equazioni di moto: metodo degli equilibri dinamici, metodo energetico. Vibrazioni libere non smorzate. Vibrazioni libere smorzate. Smorzamento: decremento logaritmico, energia dissipata in condizioni di risonanza, smorzamento strutturale. Vibrazioni forzate. Funzione di trasferimento di un sistema meccanico. Isolamento delle vibrazioni, trasmissibilità, forza trasmessa alla base.
Brief remarks on: mechanical quantities and units; kinematics and dynamics of a particle and of a rigid body; relative motion theorem; the Principle of d'Alembert; work and energy. Principle sketch of a machine. Work energy theorem. Work energy equation for a machine in steady state operation. Forward and backward power in a machine. Characteristic curves of motors and their typical parameters. Motor's running in four quadrants. Motor-load coupling: transmissions and speed variators. Wasted energy in transmission: forward and backward efficiency. Static friction, kinetic friction, rolling resistance and relevant wasted power. Work energy equation for a machine in transient operation with forward and backward power flux. Starting time of a machine. Periodic running of a machine. Flywheel design.
Classification of motion. Laws of motion. Transmission of motion: variable transmission ratios. Coriolis' theorem and Rival's theorem. Graphical, analytical and numerical methods for the kinematic analysis of mechanical systems. Dynamic analysis of mechanical systems: dynamic equilibrium equation and energy methods.
Mechanisms classification and nomenclature. Planar single degree of freedom mechanical linkages: four-bar linkage, crank-slider mechanism and relevant kinematic inversions. Gears, transmission belts. Cam mechanisms. Methods for analysis and synthesis of mechanisms.
Introduction to vibrations. Equations of motion: dynamic equilibrium equation and energy methods. Undamped free vibrations. Damped free vibrations. Damping: logarithmic decrement, energy loss in resonance, structural damping.
Forced vibrations. Transfer function of a mechanical system. Vibration isolation, transmissibility, force transmitted to the base.
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Testo di riferimento 1:
Course text 1: |
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F.Giordana - Lezioni di Meccanica delle Macchine - Spiegel, Milano
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Testo di riferimento 2:
Course text 2: |
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E. Funaioli, A. Maggiore, U. Meneghetti, Meccanica applicata alle macchine, Patròn Editore
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Testo di riferimento 3:
Course text 3: |
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G.Ruggieri, H.Giberti - Fondamenti di Meccanica per l'ingegneria - Libreria Clup, Milano
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Testo di riferimento 4:
Course text 4: |
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S. Timoshenko, D.H. Young, Engineering mechanics, McGraw-Hill Book
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Metodi didattici:
Teaching activities: |
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lezioni frontali ed esercitazioni numeriche
lectures and numerical application activities
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Struttura della verifica del
profitto:
Assessment: |
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orale
oral
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Descrizione verifica del profitto:
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L'esame consiste in un'unica prova, che inizia con la proposta di problemi (da risolvere per iscritto) e si conclude con la discussione orale di quanto elaborato.
Single exam that begins with some problems (to be solved in written form) and concludes with the discussion of the written work done. |
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Lingua di insegnamento:
Teaching language: |
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Italiano
Italian |
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Altre informazioni:
Other information: |
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