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DIPARTIMENTO DI

PROFESSORE ORDINARIO  

Settore scientifico disciplinare: meccanica applicata alle macchine

MARCO

CECCARELLI

corsi 2011-2012

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Pubblicato alle ore 08:47 del giorno 25/09/2011

Modulo: Meccanica applicata alle macchine

S S D: ING-IND13 CFU: 9

Tipologia delle forme didattiche e criterio per il calcolo dell'impegno orario dello studente:

Ore di: Lezione: 60 Esercitazione: 25 Laboratorio: 0

Obiettivi formativi: Il corso si prefigge di insegnare agli studenti le conoscenze e gli strumenti necessari per affrontare le problematiche legate alla identificazione, modellazione, analisi, simulazione di sistemi multi-corpo, ed in particolare dei meccanismi piani.

Propedeuticità consigliate: Fisica generale

Modalità di accertamento del profitto: prova scritta e colloquio orale

Contenuti del corso: richiami di algebra vettoriale, cinematica piana: cinematica del corpo rigido, moti relativi e luoghi geometrici; polari del moto; accelerazione di Coriolis; coppie cinematiche e di forza; analisi di meccanismi piani con coppie cinematiche inferiori, meccanismi equivalenti; Circonferenze dei flessi e di stazionarietà, centro delle accelerazioni, curvatura di traiettorie; analisi di velocità ed accelerazione tramite diagrammi polari; analisi di mobilità: equazione di Grubler e regola di Grashof; analisi di posizione con equazioni di chiusura. Dinamica applicata: caratteristiche inerziali e forze applicate, modello meccanico; equazioni del moto di Newton-Eulero, Principio di D'Alembert e metodo del corpo libero; condizioni di equilibrio; lavoro, potenza ed energia; conservazione dell'energia e Principio dei Lavori virtuali; analisi dinamica di sistemi piani ed equazioni del moto; regimi e rendimento di macchine in serie ed in parallelo; condizioni di equilibrio per piano inclinato, coppia rotoidale, cuneo-cardine, collare cilindrico. Elementi di meccanica delle vibrazioni: modellazione, vibrazioni ad 1 grado di liberatà, vibrazioni flessionali e torsionali. Analisi di organi di trasmissione: ruote di frizione e frizioni, ruote dentate, camme, cuscinetti; masse volaniche, freni e cinghie.

Testi di riferimento:

Lopez-Cajùn C., Ceccarelli M., Mecanismos, Trillas, Città del messico

Baschimidth N. et al, 'Fondamenti di meccanica teorica e applicata, Mcgraw Hill Italia

Ghigliazza M., Galletti C., "Meccanica Applicata alle Macchine", UTET, Torino.

Funaioli E., Maggiore A., Meneghetti U., ‘lezioni di Meccanica applicata alle macchine’, Patron Ed., Bologna

Shigley J.E., Pennock G.R., Uicker J.J., “Theory of Machines and Mechanisms”, McGraw-Hill, New York.

Modulo: Elementi di Storia delle macchine e dei meccanismi

SSD: ING-IND/13 CFU: 3 Docente: Prof. Marco Ceccarelli

Tipologia delle forme didattiche e criterio per il calcolo dell'impegno orario dello studente:

Ore di: 26 Lezione: 16 Esercitazione: 10 Laboratorio: --

Obiettivi formativi: il corso si prefigge di dare agli studenti le informazioni e gli strumenti necessari per affrontare e comprendere l’evoluzione tecnica nel campo della scienza dei meccanismi considerando anche il riconoscimento delle prersonalità e dello sviluppo personale.

Contenuti:

Evoluzione del termine e dello status degli ingegneri; Personalità e progettazioni di meccanismi nell'antichità con analisi e applicazioni moderne di meccanismi dell'antichità; Personalità e progettazioni di meccanismi nel medioevo con analisi e applicazioni moderne di meccanismi nel medioevo; Personalità e progettazioni di meccanismi nel rinascimento con analisi e applicazioni moderne di meccanismi nel rinascimento; Personalità e progettazioni di meccanismi nella Rivoluzione Industriale con analisi e applicazioni moderne di meccanismi nella Rivoluzione Industriale; Personalità e progettazioni di meccanismi nel 20 secolo con analisi e applicazioni moderne di meccanismi nel 20 secolo. Sviluppo e redazione di una tesina di analisi di un tema a contenuto storico-tecnico.

Propedeuticità consigliate: Fondamenti di Meccanica applicata alle macchine

Modalità di accertamento del profitto: elaborazione di tesina

Testi riferimento:

Dispense ed articoli a cura del docente durante il corso

Bautista E., Ceccarelli M., et al., A brief illustrated history of machines and mechanisms, Springer

AAVV, Storia della tecnica, UTET;

AAVV Proceedigns of IFToMM Symposium on history of machines and mechanisms, Springer

corsi 2010

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Pubblicato alle ore 07:57 del giorno 15/01/2011

Modulo: Meccanica applicata alle macchine

S S D: ING-IND13 CFU: 9

Tipologia delle forme didattiche e criterio per il calcolo dell'impegno orario dello studente:

Ore di: Lezione: 60 Esercitazione: 25 Laboratorio: 0

Obiettivi formativi: Il corso si prefigge di insegnare agli studenti le conoscenze e gli strumenti necessari per affrontare le problematiche legate alla identificazione, modellazione, analisi, simulazione di sistemi multi-corpo, ed in particolare dei meccanismi piani.

Propedeuticità consigliate: Fisica generale

Modalità di accertamento del profitto: prova scritta e colloquio orale

Contenuti del corso: richiami di algebra vettoriale, cinematica piana: cinematica del corpo rigido, moti relativi e luoghi geometrici; polari del moto; accelerazione di Coriolis; coppie cinematiche e di forza; analisi di meccanismi piani con coppie cinematiche inferiori, meccanismi equivalenti; Circonferenze dei flessi e di stazionarietà, centro delle accelerazioni, curvatura di traiettorie; analisi di velocità ed accelerazione tramite diagrammi polari; analisi di mobilità: equazione di Grubler e regola di Grashof; analisi di posizione con equazioni di chiusura. Dinamica applicata: caratteristiche inerziali e forze applicate, modello meccanico; equazioni del moto di Newton-Eulero, Principio di D'Alembert e metodo del corpo libero; condizioni di equilibrio; lavoro, potenza ed energia; conservazione dell'energia e Principio dei Lavori virtuali; analisi dinamica di sistemi piani ed equazioni del moto; regimi e rendimento di macchine in serie ed in parallelo; condizioni di equilibrio per piano inclinato, coppia rotoidale, cuneo-cardine, collare cilindrico. Elementi di meccanica delle vibrazioni: modellazione, vibrazioni ad 1 grado di liberatà, vibrazioni flessionali e torsionali. Analisi di organi di trasmissione: ruote di frizione e frizioni, ruote dentate, camme, cuscinetti; masse volaniche, freni e cinghie.

Testi di riferimento:

Lopez-Cajùn C., Ceccarelli M., Mecanismos, Trillas, Città del messico

Baschimidth N. et al, 'Fondamenti di meccanica teorica e applicata, Mcgraw Hill Italia

Ghigliazza M., Galletti C., "Meccanica Applicata alle Macchine", UTET, Torino.

Funaioli E., Maggiore A., Meneghetti U., ‘lezioni di Meccanica applicata alle macchine’, Patron Ed., Bologna

Shigley J.E., Pennock G.R., Uicker J.J., “Theory of Machines and Mechanisms”, McGraw-Hill, New York.

Modulo: ROBOT E SISTEMI MECCANICI AUTOMATICI

S S D: ING-IND/13 CFU: 9

Tipologia delle forme didattiche e criterio per il calcolo dell'impegno orario dello studente:

Ore di: Lezione: 40 Esercitazione: 25 Laboratorio: 20

Obiettivi formativi: Il corso intende fornire le conoscenze e le metodologie fondamentali per la modellazione, il funzionamento, la simulazione, la progettazione e l’utilizzo di robot e sistemi meccanici per l’automazione.

Contenuti: Tipologie e componenti di meccanismi per macchine automatiche. Elementi di cinematica e dinamica di sistemi meccanici automatici. Tipologie di robot ed applicazioni industriali; componenti, caratteristiche tecniche e valutazione. Analisi di manipolazioni automatizzate: studio dei movimento e valutazione delle azioni elementari. Analisi e programmazione di manipolazioni robotizzate. Cinematica dei robot: schematizzazione, gradi di libertà, classificazione. Problema cinematico diretto: matrice di trasformazione omogenea, terne di riferimento. Parametri geometrici e cinematici con notazione di Denavit-Hartenberg. Problema di descrizione degli azionamenti. Analisi dello spazio di lavoro: algoritmi di calcolo, generazione e indici di merito; destrezza geometrica, accuratezza, ripetibilità. Organi di presa - tipologie e funzionalità di gripper. Meccanica della presa: modellazione, azioni, condizioni di equilibrio. Funzionamento e gestione di meccanismi per macchine automatiche: sistemi a camme, sistemi articolati, meccanismi con arresto. Analisi delle irregolarità del moto. Scelta del motore e del freno. Problema cinematico inverso: formulazione, molteplicità ed esistenza delle soluzioni, tecniche di soluzione. Generazione di traiettorie; velocità e accelerazione. Jacobiano e singolarità. Statica: modello meccanico, algoritmo di calcolo. Procedura di progetto degli azionamenti, riduzione delle masse e dei momenti d'inerzia, bilanciamento statico. Dinamica: modello meccanico, equazioni di Newton-Eulero, equazioni di Lagrange. Effetto degli attriti e della deformabilità, analisi della rigidezza dei manipolatori e calcolo della matrice di rigidezza. Manipolatori paralleli: tipologie e caratteristiche, elementi di cinematica, statica e dinamica. Robot mobili. Esercitazioni di laboratorio con robot industriali e con meccanismi per macchine automatiche.

Propedeuticità consigliate: Fondamenti di Meccanica Applicata alle Macchine, Fondamenti di metrologia meccanica.

Testi di riferimento:

M. Ceccarelli, Fundamentals of robotic manipulation, Kluwer/Springer

J.J CRAIG, Introduction to Robotics: Mechanics and Control, Addison-Wesley Pub. Co.

Angeles J., “Fundamentals of Robotic Mechanical Systems”, Springer, New York.

Magnani. P.L., Ruggieri G., " Meccanismi per macchine automatiche", UTET, Torino.

Appunti a cura del docente.

Modalità di accertamento del profitto: Esame orale.


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