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Profilo Download: Dinamica delle macchine e dei sistemi meccanici

 Profilo Download: Dinamica delle macchine e dei sistemi meccanici
Dinamica delle macchine e dei sistemi meccanici -Dispense del corso, aa 2004/2005 - 1.Introduzione. Introduzione al corso. Richiami e definizioni: macchina; dinamica delle macchine; sistema meccanico; la modellazione; analisi e controllo. 2. Dinamica delle macchine e degli impianti. Richiami: analisi dinamica; azioni di inerzia; energia cinetica; principio di D’ Alembert; principio dei lavori virtuali; equazione energetica; teorema di conservazione dell’energia meccanica; gradi di libertà; equazioni di Lagrange; riduzione di masse e forze. Il problema dinamico diretto; il problema dinamico inverso. Applicazioni: impianto di frenatura; scelta di un innesto a frizione; transitorio di avviamento di un ventilatore; calcolo del volano in un impianto funzionante a regime periodico. 3. Fondamenti di meccanica delle vibrazioni. Sistemi continui e discreti. Elementi elastici: molle lineari; molle non-lineari; calcolo di costanti elastiche. Elementi smorzanti: smorzatore viscoso; attrito coulombiano; smorzamento strutturale. Il moto armonico: richiami; rappresentazione vettoriale; rappresentazione con numeri complessi; lavoro compiuto in moti armonici. 4. Sistemi ad un grado di libertà. Vibrazioni libere: Il sistema molla-smorzatore; il sistema massa-smorzatore; il sistema massa-molla; il sistema massa-molla-smorzatore; piano delle fasi; metodo del decremento logaritmico; vibrazioni libere con attrito coulombiano; vibrazioni libere con smorzamento isteretico. Metodi energetici: introduzione al metodo di Rayleigh; applicazioni. Vibrazioni forzate: scrittura equazioni del moto; risposta all’eccitazione armonica (risonanza di ampiezza e di fase); funzione risposta in frequenza (FRF); metodo della banda di mezza potenza; eccitazione proporzionale al quadrato della frequenza; eccitazione armonica in risonanza; fenomeno del battimento; vibrazioni forzate con smorzamento strutturale; risposta all'impulso; risposta all'eccitazione generica. 5. Sistemi a due gradi di libertà. Equazioni del moto: scelta coordinate; accoppiamento statico e dinamico. Vibrazioni libere: equazione caratteristica; calcolo pulsazioni naturali; modi di vibrare; condizioni iniziali; moto rigido. Vibrazioni forzate: matrice impedenza; esempio; progetto di uno smorzatore dinamico. 6. Sistemi a molti gradi di libertà. Sistemi senza smorzamento: matrice massa e matrice rigidezza; autovalori e autovettori; ortogonalità dei modi; matrice modale; disaccoppiamento; moti rigidi. Sistemi smorzati: smorzamento proporzionale. Vibrazioni forzate: metodo modale e pseudo-modale. 7. Sistemi continui. Corda vibrante. Vibrazioni assiali di un'asta rettilinea. Condizione di ortogonalità delle forme modali. Vibrazioni torsionali delle travi. Vibrazioni flessionali delle travi. Metodi approssimati: Rayleigh e Rayleigh-Ritz. Vibrazioni forzate. 8. Misure di vibrazione e analisi modale. Componenti della catena di misura. Analisi nel dominio della frequenza; trasformata di Fourier; trasformata finita di Fourier; risoluzione spettrale; errore di dispersione (leakage). Il campionamento: teorema di Shannon; aliasing. Trasformata discreta di Fourier. Introduzione all’analisi modale sperimentale: funzione di trasferimento e Funzione Risposta in Frequenza (FRF); rilievo sperimentale della FRF; fondamenti analitici dell’analisi modale; estrazione delle forme modali (metodo ad un gdl); schema del procedimento. Autospettro. Spettro incrociato. Stimatori della FRF. Funzione coerenza. Prove sperimentali: misura di frequenze naturali; scelta dei parametri di acquisizione; eccitazione di una struttura con shaker elettrodinamico; eccitazione di una struttura con martello strumentato; rilievo sperimentale di FRF; osservazioni sulla funzione coerenza; estrazione dei parametri modali; animazione dei modi di vibrare. 9. Modellazione a parametri concentrati. Modelli a parametri concentrati di sistemi continui: modello di aereo; modello di autoveicolo; modello di una pressa. Modelli a parametri concentrati di meccanismi: il comportamento dinamico dei meccanismi; inerzie; rigidezze; azioni dissipative; giochi; attrito secco; rigidezza di contatto; schiacciamento del lubrificante; integrazione delle equazioni; la validazione; impiego del modello. Esempi: meccanismo per moto rettilineo alterno; distribuzione desmodromica; macchina di prova ingranaggi; meccanismo per moto rotatorio alterno; modello di una trasmissione meccanica con azionamento controllato. 10. Introduzione al metodo degli elementi finiti.
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Aggiunto il: 7 May 2005
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