Corso di Dinamica delle macchine e dei sistemi meccanici
Programma a.a. 2004/2005

Programma a.a. 2004/2005

1. Generalità sui sistemi vibranti - Rappresentazione vettoriale di grandezze armoniche - Moto libero e forzato di sistemi conservativi e smorzati a un g.d.l. - Azioni forzanti armoniche, periodiche, non periodiche - Stabilità dell'equilibrio: il pendolo capovolto vincolato elasticamente.
2. Apparecchi per la misura delle vibrazioni - Vibrometri a tasto sonda meccanici ed elettromagnetici, vibrometri sismici, accelerometri sismici, accelerometri piezoelettrici, torsiovibrometri, accelerometri angolari, estensimetri, tecniche estensimetriche, cenni sul rilievo e l'analisi digitale dei segnali.
3. Sistemi a due gradi di libertà - cenni sul moto libero e forzato, smorzatori dinamici, smorzatore Stockbridge, smorzatore automobilistico.
4. Sistemi conservativi a n g.d.l. - Equazioni matriciali del moto; matrici [m] e [K]; problema degli autovalori e degli autovettori; ortogonalità dei vettori colonna; teorema di espansione; metodo dell'analisi modale: moto libero e forzato, azioni forzanti armoniche, esempi di applicazione; sistemi semidefiniti; cenni sul calcolo numerico di autovalori ed autovettori; cenni sul metodo di Holzer .
5. Velocità critiche flessionali - Il modello di Jeffcott: dinamica del sistema fermo e del sistema in rotazione; diagrammi di Campbell ; whirling e wobbling diretto e inverso ; il sistema assialsimmetrico ; effetto disco; sistemi a masse concentrate; matrice [a] per sistemi isostatici e iperstatici ; il sistema a n dischi ; il metodo della matrice di trasferimento .
6. Oscillazioni torsionali (*) - Oscillazioni torsionali forzate; il sistema equivalente: riduzione delle masse e delle lunghezze; sistema equivalente di un impianto propulsore di autoveicolo; sollecitazioni torsionali nei modi naturali; armoniche del momento motore: diagrammi di fase, armoniche principali e secondarie; velocità critiche torsionali; ampiezza di equilibrio; il moto torsionale forzato; sollecitazioni torsionali forzate.
7. Cenni sui sistemi non lineari -  Comportamento dinamico di un sistema non lineare ad 1 g.d.l. nel dominio del tempo, nello spazio delle fasi, nel dominio della frequenza; sistema forzato non lineare ad 1 g.d.l. nello spazio delle fasi; sezioni di Poincaré; il pendolo forzato; introduzione al caos; sistema forzato non lineare a 2 g.d.l., comportamento del rotore "a filo".

(*) Per lo studio di questo argomento da parte degli allievi gestionali è propedeutica la conoscenza dei concetti di base sui motori alternativi pluricilindrici (vedi, p.e.: GUIDO - DELLA PIETRA, Lezioni di Meccanica delle macchine, CUEN 1994, Vol. II, pagg. 417 e segg.)

Esercitazioni (download esempi di applicazione [files .zip])

1. Introduzione all'integrazione numerica delle equazioni del moto di un sistema linerare ad 1 g.d.l. con Simulink - Esempio di applicazione: Sistema lineare massa molla libero senza smorzamento.

2. Analisi del comportamento dinamico di un sistema non lineare ad 1 g.d.l. nel dominio del tempo e nello spazio delle fasi. - Esempio di applicazione: Pendolo libero senza smorzamento in campo non lineare, confronto con il sistema linearizzato.

3. Analisi del comportamento dinamico di un sistema non lineare ad 1 g.d.l. nel dominio della frequenza - Esempio di applicazione: Pendolo libero senza smorzamento in campo non lineare, confronto con il sistema linearizzato.

4. Analisi del comportamento dinamico di un sistema forzato non lineare ad 1 g.d.l. nello spazio delle fasi - Esempio di applicazione: Pendolo forzato in campo non lineare, analisi nello spazio delle fasi.

5. Analisi parametrica del comportamento dinamico di un sistema forzato non lineare ad 1 g.d.l. nello spazio delle fasi, sezioni di Poincaré con Simulink, introduzione al caos. - 1° Esempio di applicazione: Pendolo forzato in campo non lineare, sezioni di Poincaré.

6. C.S. - 2° Esempio di applicazione: Pendolo forzato in campo non lineare, sezioni di Poincaré.Forzante dovuta all'applicazione di un moto armonico in direzione verticale alla cerniera.

7. Analisi parametrica del comportamento dinamico di un sistema forzato non lineare a 2 g.d.l. nello spazio delle fasi, sezioni di Poincaré, introduzione ai moti quasi-periodici. - Esempio di applicazione: Rotore a filo: esempio di non linearità dovuta alle reazioni elastiche non lineari. Analisi parametrica nello spazio delle fasi e tramite le sezioni di Poincarè al variare della velocità angolare del rotore.