MODELING AND SIMULATION OF MECHANICAL SYSTEMS
Anno accademico 2022/2023 - Docente: Rosario SINATRARisultati di apprendimento attesi
Il corso si propone di formare gli allievi ingegneri alla modellazione cinematica e dinamica dei principali sistemi meccanici e delle macchine, lo studio delle vibrazioni di sistemi ad uno o più gradi di libertà, lo studio dei sistemi meccanici robotici.
Durante il corso verranno svolte delle esercitazioni numeriche al computer.
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
Lezioni frontali: 42 ore
Esercitazioni numeriche: 45 ore
Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.
Prerequisiti richiesti
Conoscenza della Analisi I, Fisica I e Fisica matematica.
Frequenza lezioni
Fortemente raccomandata
Contenuti del corso
Applied Mechanics
- Mechanisms and Machines
- Friction
- Efficiency
- Wear
- Gears
- Flexibles
- Belts
- Brakes
Mechanical vibrations
- Free 1 DoF
- Damped 1 DoF
- Forced 1 DoF
- Applications of forced 1 DoF systems
- Free 2 DoF
- Forced 2 DoF
- The modeling of single dof mechanical sistems
Robotic Mechanical Systems
- Geometry of Serial Decoupled Robots
- Kinetostatics of Serial Robots
- Dynamics of Serial Robotic Manipulators
- Recursive inverse dynamics
- The Normal Orthogonal Complement
- NOC for Planar Manipulators
- Kinematics of Parallel Manipulators
- Dynamics of Parallel Manipulator
Multibody Systems
- Multibody systems Part 1
- Multibody systems Part 2
Matlab
Exercises
- Exercises for each Year
- Matlab
Course Project
Testi di riferimento
[1] BELFIORE N., DI BENEDETTO A. PENNESTRÌ E.- Fondamenti di Meccanica Applicata alle Macchine, II edizione, Casa Editrice Ambrosiana.
[2] E. PENNESTRÌ, Dinamica e Tecnica Computazionale, Vol. 1 & 2, CEA.
[3] JORGE ANGELES, Dynamic Response of Linear Mechanical Systems: Modeling, Analysis and Simulation, Springer.
[4] JORGE ANGELES, Fundamentals of Robotic Mechanical Systems- SPRINGER.
[5] Course notes of the lessons.
Programmazione del corso
| Argomenti | Riferimenti testi | |
|---|---|---|
| 1 | Applied Mechanics | [1], [2], [5] |
| 2 | Vibrations of Linear Mechanical Systems | [3], [5] |
| 3 | Fundamentals of Robotic Mechanical Systems | [4], [5] |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
L'esame è composto da:
- la presentazione di un esercizio che viene assegnato durante l'anno accademico. Tale elaborato presentato entro la fine del corso consente l'accesso alla prova orale;
- una prova scritta che consiste nello studio di un sistema meccanico con i metodi studiati durante il corso;
- una prova orale basata sulla conoscenza dei contenuti, la pertinenza delle risposte ai quesiti posti, la proprietà del linguaggio tecnico, la capacità di fare collegamenti tra i contenuti del programma.
La valutazione finale sarà determinata tenendo conto della valutazione delle tre prove.
La verifica dell'apprendimento può essere svolta anche on line, qualora le condizioni lo richiedano.
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
Il candidato descriva la dinamica di un semplice modello meccanico
Il candidato descriva un sistema di ammortizzatori massa-molla forzato e non forzato
Il candidato descriva le equazioni della cinematica di un semplice sistema meccanico (treno a quattro barre, manovella a cursore ecc.)
Il candidato descriva l'usura
Il candidato descriva l'attrito con un esempio
Il candidato descriva l'eq di E-L e N-E
Il candidato descriva i parametri di H-D
Il candidato esponga la cinematica dei manipolatori seriali/paralleli.
Il candidato esponga la dinamica dei manipolatori seriali/paralleli.
Il candidato descriva le metodologie di ottimizzazione dinamica/cinematica dei sistemi meccanici robotici.