Università degli Studi Guglielmo Marconi

Insegnamento
Meccanica teorica e applicata
Docente
Prof. Garinei Alberto
Settore Scientifico Disciplinare
ING-IND/13
CFU
12
Descrizione dell'insegnamento
Il corso “Meccanica Teorica e Applicata” tratta alcuni argomenti di meccanica fondamentali per la formazione di base dell'Ingegnere Industriale. Il corso è macroscopicamente diviso in tre parti, presentate in moduli. Nella prima, sulla base dei concetti acquisiti negli insegnamenti del primo anno, il corso di studi affronta tematiche quali la classificazione, l’equilibrio, l’analisi e la sintesi di meccanismi complessi, la lubrificazione. Successivamente, un’ampia parte è dedicata allo studio della dinamica dei sistemi meccanici, alle vibrazioni nei sistemi ad un grado di libertà e al problema dell’accoppiamento tra una macchina motrice ed una macchina utilizzatrice. L’ultima parte è infine dedicata allo studio degli organi per la trasmissione del moto.
L’insegnamento unisce la trattazione analitica delle tematiche proposte, a continui riferimenti applicativi proposti in forma di esercitazioni. In molti casi inoltre, accanto alla trattazione analitica, si propongono casi di studio sviluppati in ambiente CAE, fornendo in questo modo allo studente un’opportunità di familiarizzare con la logica degli ambienti numerici.
Obiettivi formativi (espressi come risultati di apprendimento attesi)
Il corso Meccanica Teorica e Applicata fornisce gli strumenti (teorici e pratici) che consentono la definizione delle prestazioni di meccanismi e trasmissioni di potenza.
L’obiettivo principale dell’insegnamento consiste nel fornire agli studenti le conoscenze di base utili alla definizione di modelli di macchine e meccanismi, siano essi statici o dinamici.
Le principali conoscenze acquisite riguardano la trattazione analitica delle tematiche proposte: saper schematizzare un meccanismo, conoscere le ipotesi di lavoro e conoscere i procedimenti matematici che permettono di definire i principali parametri che ne caratterizzano il funzionamento.
Lo studente sarà in grado di sperimentare l’applicazione di tali conoscenze cimentandosi in:
  • schematizzazioni di meccanismi, definendone le prestazioni cinematiche sia graficamente che per via analitica;
  • schematizzazioni semplificate di meccanismi, anche caratterizzati da una struttura complessa;
  • definizioni di condizioni di equilibrio di elementi di macchine;
  • applicazioni atte ad individuare l’approccio più adeguato ad affrontare problemi relativi alle vibrazioni meccaniche;
  • analisi di accoppiamenti motore - utilizzatore;
  • definizione ed analisi di trasmissioni di potenza.
Lo studente, al termine del corso avrà appreso come affrontare lo studio di organi di macchina a lui non familiari basandosi sulla analisi degli elementi che la compongono e sviluppando un approccio snello e sistematico verso tematiche che caratterizzeranno la sua esperienza professionale.
Prerequisiti
Obbligatori: nessuno.
Consigliati: per poter comprendere appieno l'insegnamento della Meccanica Teorica e Applicata è necessario che gli allievi abbiano seguito i corsi di Matematica I, Fisica generale e Meccanica Razionale. Infatti, argomenti quali il calcolo vettoriale e matriciale, le regole di derivazione, il calcolo integrale rappresentano degli strumenti imprescindibili.
Contenuti dell'insegnamento
Gli argomenti del corso sono suddivisi in moduli didattici, organizzati come segue:
  • Modulo 1: Introduzione all’organizzazione del corso, ai contenuti, modalità di esame (1 videolezione).
  • Modulo 2: Composizione dei meccanismi, Statica dei Meccanismi, Forze di Contatto, Effetti Dissipativi e Rendimento (6 videolezioni).
  • Modulo 3: Lubrificazione (1 videolezione).
  • Modulo 4: Cinematica del corpo rigido e dei sistemi articolati (2 videolezioni).
  • Modulo 5: Dinamica dei sistemi meccanici, Vibrazioni, Dinamica dei Rotori, Accoppiamento Motore-Utilizzatore (8 videolezioni).
  • Modulo 6: Meccanismi con camme (2 videolezioni).
  • Modulo 7: Ruote Dentate (2 videolezioni).
  • Modulo 8: Rotismi (2 videolezioni).
  • Modulo 9: Organi Flessibili (2 videolezioni).
  • Modulo 10: Meccanismi per il Moto Vario, Giunti Innesti e altri tipi di Meccanismi (3 videolezioni).
  • Modulo 11: Una panoramica sulle nuove frontiere della Meccanica Teorica (1 videolezione).
Attività didattiche
Didattica Erogativa
L'insegnamento prevede, per ciascun CFU, 5 ore di Didattica Erogativa, costituite da 2,5 videolezioni (tenendo conto delle necessità di riascolto da parte dello studente). Ciascuna videolezione esplicita i propri obiettivi e argomenti, ed è corredata da materiale testuale in pdf. Una parte delle videolezioni affronta la parte teorica inerente a ciascun tema riportato nei contenuti dell’insegnamento e una parte presenta degli esempi di applicazioni numeriche ed esercizi svolti per supportare e preparare lo studente allo svolgimento della prova di esame che prevede anche lo svolgimento di esercizi. La parte applicativa è di centrale importanza per lo studente poiché gli consente di ampliare e testare il proprio bagaglio teorico-pratico misurando le competenze acquisite. In questo modo si svilupperanno capacità di analisi e sintesi utili per la verifica della comprensione dei concetti teorici e per il loro utilizzo in casi ingegneristici applicativi.
Didattica Interattiva
L'insegnamento segue quanto previsto dalle Linee Guida di Ateneo sulla Didattica Interattiva e l'interazione didattica, e propone, per ciascun CFU, 1 ora di Didattica Interattiva dedicata alle seguenti attività: lettura area FAQ, partecipazione ad e-tivity strutturata costituita da attività finalizzate alla restituzione di un feedback formativo e interazioni sincrone dedicate a tale restituzione. Sono a tal proposito svolte aule virtuali di due ore che consentono una interazione sincrona con lo studente. In particolare, il docente con le aule virtuali potrà rendicontare agli studenti, attraverso gli esami fatti, i test di verifica ed autovalutazione, relativamente alle maggiori criticità nella preparazione per poter quindi intervenire su specifiche tematiche con ulteriori spiegazioni ed esercizi pratici.

Modalità di verifica dell'apprendimento
L’esame si svolge in forma scritta e/o orale e ha una durata massima di 120 minuti se proposta in forma scritta; di circa 30 minuti se in forma di colloquio orale.
Durante lo svolgimento della prova è consentito esclusivamente l’uso di una calcolatrice non programmabile e di eventuali supporti per effettuare disegni meccanici utili allo svolgimento della prova.
La prova è costituta generalmente da una oppure due domande a risposta aperta sugli argomenti svolti durante il corso, tre domande brevi relative a definizioni teoriche fondamentali, uno o due esercizi (se viene proposta una sola domanda aperta, gli esercizi saranno due, altrimenti il viceversa) riguardanti casi applicativi, una batteria di cinque domande a risposta multipla.
Si richiede agli studenti di mostrare la conoscenza degli argomenti trattati nell’ambito dell’esame sia da un punto di vista teorico che applicativo. Particolare attenzione si pongono verso l’approccio metodologico, la coerenza delle unità di misura e la proprietà di linguaggio che lo studente dimostra.
Sono altresì previste prove di autoverifica intermedie erogate in modalità distance learning dal docente che riguardano lo svolgimento di test di autoapprendimento. Sebbene tali prove non contribuiscano alla formulazione del giudizio finale e non siano obbligatorie ai fini del sostenimento della prova d’esame, la quale deve essere svolta in presenza dello studente davanti ad apposita Commissione ai sensi dell'art. 11 c.7 lett.e) del DM 270/2004, esse sono da considerarsi altamente consigliate e utili ai fini della preparazione e dello studio individuale.
Infatti, la prova finale e le prove di verifica e di autoverifica intermedie consentono nel loro insieme di accertare la capacità di conoscenza e comprensione, la capacità di applicare le competenze acquisite, la capacità di esposizione, la capacità di apprendere e di elaborare soluzioni in autonomia di giudizio.
Libri di testo

Oltre alle lezioni realizzate dal Docente ed ai materiali didattici pubblicati in piattaforma, è obbligatorio lo studio del seguente testo:

  • Callegari, Fanghella, Pellicano. Meccanica applicata alle macchine, Città Studi Edizioni.

Testi di approfondimento:

  • Funaioli, Maggiore, Meneghetti. Lezioni di meccanica applicata alle macchine, Bologna, Editore Pàtron.
  • Meccanica applicata alle macchine, Edizioni progetto.
Ricevimento studenti
Previo appuntamento (a.garinei@unimarconi.it).