Obiettivi formativi
Conoscenze e capacità di comprendere:
mediante le lezioni frontali tenute durante il corso, lo studente acquisirà le competenze necessarie a descrivere il comportamento dinamico e le vibrazioni delle macchine e dei sistemi meccanici, nonché la comprensione dei meccanismi che generano tali vibrazioni e dei metodi ingegneristici di analisi. Lo studente apprenderà inoltre le principali metodologie per ottenere soluzioni numeriche per l’analisi vibratoria, anche attraverso applicazione pratiche di interesse per l’ingegneria meccanica.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
mediante le esercitazioni pratiche svolte in classe relativamente ad alcuni argomenti del programma, lo studente apprenderà come applicare le conoscenze acquisite in un contesto reale di progettazione. Tale contesto troverà riscontro nella realizzazione, a gruppi, di un lavoro d’anno che consentirà allo studente di estendere ed applicare con un’attività pratica le conoscenze acquisite teoricamente.
Autonomia di giudizio:
lo studente dovrà essere in grado di comprendere e valutare in maniera critica i principali problemi legati alla modellazione e allo studio delle vibrazioni. In particolare, al termine del corso, dovrà saper valutare l’adeguatezza dei modello e saper scegliere la metodologia di analisi più opportuna per predirne il comportamento, valutandone le prestazioni computazionali e l’accuratezza.
Capacità comunicative:
tramite le lezioni frontali, il confronto con il docente e il progetto d’anno, lo studente acquisirà il lessico specifico inerente la meccanica delle vibrazioni. Ci si attende che, al termine del corso, lo studente sia in grado di trasmettere, in forma orale e in forma scritta, i principali contenuti del corso, quali idee, problematiche ingegneristiche e relative soluzioni. Lo studente sarà inoltre in grado di comunicare le proprie conoscenze con mezzi adeguati, pertanto ci si attende la capacità di utilizzo di strumenti di uso comune nel settore, quali tabelle, schemi, diagrammi, software.
Capacità di apprendimento:
lo studente che abbia frequentato il corso sarà in grado di approfondire le proprie conoscenze anche attraverso la consultazione autonoma di testi specialistici, riviste scientifiche o divulgative, cataloghi tecnici, anche al di fuori degli argomenti trattati strettamente a lezione, al fine di affrontare efficacemente l’inserimento nel mondo del lavoro o intraprendere percorsi di formazione successivi.
Prerequisiti
Non vi sono propedeuticità obbligatorie. Sono richieste nozioni fondamentali di meccanica razionale applicata e analisi matematica.
Contenuti dell'insegnamento
Il corso fornisce i concetti ed i metodi per affrontare lo studio del comportamento dinamico e vibratorio delle macchine e dei sistemi meccanici. In particolare, all’interno del corso sono presentati i principali metodi analitici e numerici per lo studio delle vibrazioni dei sistemi discreti e continui, anche attraverso applicazione pratiche di interesse per l’ingegneria meccanica. Le esercitazioni fanno uso di software per il calcolo numerico e di simulazione per apprendere i contenuti specifici del corso.
Programma esteso
Introduzione alle studio delle vibrazioni meccaniche
Scrittura delle equazioni del moto in forma matriciale
Vibrazioni libere di sistemi ad un grado di libertà
Vibrazioni forzate di sistemi ad un grado di libertà (forzanti armoniche)
Vibrazione forzate di sistemi ad un grado di libertà (forzanti generiche)
Vibrazioni di sistemi a parametri concentrati a più gradi di libertà
Controllo e isolamento delle vibrazioni
Esempi pratici e attività sperimentali in laboratorio
Applicazioni tecniche ed esercitazioni
Bibliografia
Tutte le slides delle lezioni e delle esercitazioni e tutto il materiale impiegato durante le lezioni e le esercitazioni (lucidi, schemi impiantistici, fogli Excel, filmati) sono resi disponili agli studenti tramite il portale Elly.
In aggiunta al materiale condiviso, lo studente può approfondire personalmente alcuni argomenti affrontati durante il corso facendo riferimento ai seguenti testi:
- Giorgio Diana, Federico Cheli - Dinamica e vibrazioni dei sistemi meccanici, Torino, UTET libreria, 1993
- S. S. Rao, Mechanical Vibrations, 5th edition, Prentice Hall, 2011
Metodi didattici
Il corso ha un peso di 6 CFU, che corrispondono a 48 ore di lezione. Le attività didattiche saranno condotte privilegiando lezioni frontali in aula alternate a esercitazioni. Durante le lezioni frontali vengono affrontati gli argomenti del corso da un punto di vista teorico-progettuale, al fine di favorire la comprensione profonda delle tematiche e di far emergere eventuali preconoscenze sui temi in oggetto da parte dei formandi.
Durante le esercitazioni, che potranno essere svolte anche in laboratorio, gli studenti saranno tenuti ad applicare la teoria ad un esercizio, un caso studio reale o un progetto sviluppato secondo i criteri metodologici illustrati nelle lezioni e nel materiale bibliografico e didattico.
Le slide e gli appunti utilizzate a supporto delle lezioni verranno caricate sulla piattaforma Elly. Per scaricare le slide da Elly è necessaria l’iscrizione al corso on line.
Tutto il materiale fornito è considerato parte integrante del materiale didattico. Si ricorda agli studenti non frequentanti di controllare il materiale didattico disponibile, gli annunci e le informazioni fornite dal docente tramite la piattaforma Elly, che è lo strumento utilizzato per le comunicazioni agli studenti. Su tale piattaforma, giorno per giorno, vengono indicati gli argomenti affrontati a lezione che andranno poi a costituire l’indice dei contenuti in vista della preparazione all’esame finale.
Modalità verifica apprendimento
La verifica dell’apprendimento prevede una prova scritta ed una prova orale. La prova scritta è basata su domande a risposte aperte e non della durata di circa 2 ore. La prova consiste normalmente in 6-8 quesiti che possono vertere su contenuti teorici, dimostrazioni, esercitazioni affrontati durante il corso. Il peso di ciascuna domanda viene valutato ad ogni prova scritta e se diverso da 1 comunicato agli studenti. La prova è superata se si raggiunge un punteggio pari ad almeno 18 punti su 30. La prova orale consiste in un colloquio sul programma del corso. La prova orale è superata se si raggiunge un punteggio pari di almeno 18 punti su 30. Il voto finale è la media aritmetica fra il voto conseguito nella prova orale ed il voto conseguito nella prova scritta. Se una delle due prove (scritta o orale) ha votazione inferiore a 18 punti su 30, l’esame è considerato insufficiente e va ripetuto integralmente. La lode viene assegnata nel caso del raggiungimento del massimo punteggio su ogni item a cui si aggiunga la padronanza del lessico disciplinare.
Per gli studenti che frequenteranno il corso ed i laboratori, anche al fine di incentivare una preparazione e verifica graduale degli argomenti trattati, la prova scritta potrà essere sostituita due prove in itinere. La prima e la seconda prova in itinere si svolgeranno indicativamente a metà marzo e a metà maggio.
Sempre per gli studenti che frequenteranno il corso ed i laboratori, l’esame orale potrà essere sostituito dalla presentazione e discussione di un lavoro d’anno. I temi disponibili per il lavoro d’anno saranno presentati dal docente indicativamente a metà del corso. La consegna del lavoro d’anno dovrà avvenire una settimana prima dell’appello che lo studente intende sostenere, e nella forma di un unico file .pdf o di archivio .zip da caricare nella casella sottostante. Eventuali codici realizzati per il calcolo dei risultati dovranno essere allegati alla consegna e saranno considerati come parte integrante del lavoro. Il lavoro d’anno potrà essere svolto dagli studenti in gruppi di minimo 4 e massimo 6 persone. È necessario che ogni membro del gruppo padroneggi tutto il lavoro nella sua completezza; è necessario che ogni membro del gruppo espliciti, inoltre, le parti che ha curato personalmente. Durante il colloquio orale verrà verificato che lo studente conosca le fasi del lavoro svolto, le abbia applicate correttamente e autonomamente e sia in grado di comunicare gli esiti del lavoro utilizzando la terminologia specifica della disciplina. La prova si considera superata se si raggiunge un punteggio pari di almeno 18 punti su 30.
Il progetto è valutato come segue:
Chiarezza (max punti 20): struttura; completezza e stile. Correttezza grammaticale e di espressione scientifica. Le frasi sono chiare, le idee ben spiegate. Gli obiettivi sono chiaramente identificati. Il set di dati iniziale è completo. Le conclusioni sono supportate dai dati
Teoria (max punti 20): La spiegazione è corretta. Nessun plagio (copia e incolla). La parte teorica è strettamente legata al problema
Implementazione (max punti 20): il codice è ben strutturato e commentato? Il modello è validato? L'implementazione numerica è descritta nel rapporto? Test e validazione
Qualità grafica (max punti 20): chiarezza e qualità dei disegni Qualità delle cifre, ad es. Grafici 2D e 3D (didascalie, etichette, legenda)
Relatore (max punti 10): il relatore è in grado di creare interesse? Il relatore è in grado di rispondere alle domande (con l'aiuto del gruppo)?
indipendenza, proattività e creatività (max punti 10): approfondimento di uno o più aspetti del progetto. Ad esempio: scoprire qualcosa di nuovo; investigare i limiti della teoria o della soluzione.
Altre informazioni
Si consiglia di frequentare le lezioni ed i laboratori
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
