Tecniche multibody per la progettazione cinematica e dinamica dei sistemi meccanici

Descrizione introduttiva

La competitività di una moderna azienda si misura nella sua capacità di sviluppare processi produttivi altamente efficienti. Ridurre i costi di produzione, ottenere e mantenere sul prodotto elevati standard qualitativi e, non ultimo, ridurre significativamente il time-to-market, sono prerogative da cui non è più possibile prescindere. Per questi motivi è fondamentale dotarsi di impianti e apparecchiature altamente automatizzate, nelle quali meccanica ed elettronica convivono sinergicamente. Lo studio della cinematica e della dinamica dei sistemi fisici-meccanici rappresenta la via obbligata per comprendere quali prestazioni possono essere raggiunte e quali azionamenti devono essere scelti. Questa analisi deve essere condotta in anticipo rispetto allo sviluppo delle macchine prototipo, in modo da affiancare ed accelerare il lavoro dei progettisti. Con queste finalità, trovano immediata applicabilità gli strumenti di simulazione multibody, che consentono di riprodurre virtualmente i sistemi meccanici. Si possono così ricavare tutte le informazioni riguardanti il moto e l'interazione degli organi, evidenziando immediatamente criticità e limiti operativi.

Obiettivi

Il corso affronta le problematiche che più frequentemente si incontrano nella modellazione di sistemi meccanici complessi (quali, ad esempio, quelli impiegati nella automazione della produzione industriale,) e durante la simulazione del loro comportamento cinematico e dinamico.
Vengono illustrati, a tale scopo, gli aspetti principali delle tecniche numeriche di simulazione con lo scopo preciso di evidenziare l'atteggiamento mentale - non convenzionale - che queste richiedono. Si evidenzieranno le differenze tra problema cinematico e problema dinamico, illustrando per entrambi potenzialità e limiti dell'approccio numerico.
Il corso si sviluppa ricorrendo ad una successione di esempi pratici, ampiamente generalizzabili. Si descrive infine l'unicità dell'approccio numerico nel rendere possibile l'ottimizzazione del progetto sia in termini cinematici (ad esmpio: ingombri, spazi di lavoro, leggi di moto) sia in termini dinamici (ad esempio: amplificazione delle forze, sollecitazione degli organi, vibrazioni).

Contenuti

Fondamenti dell'approccio numerico nella risoluzione di problemi di cinematica e dinamica dei sistemi meccanici.
Tecniche per la corretta modellazione multibody di sistemi reali anche complessi.
Accuratezza delle simulazioni e interpretazione dei risultati.
Modellazione degli organi flessibili: le principali tecniche disponibili.
La modellazione dei sistemi con attrito secco e viscoso.
La sintesi di sistemi articolati con l'utilizzo delle tecniche numeriche di ottimizzazione.

Materiale didattico

Ad ogni partecipante al corso verranno fornite delle dispense/note relative agli argomenti trattati, assieme a copia cartacea dei lucidi utilizzati durante le lezioni