Ingegneria meccanica - Mechanical Engineering

TRIBOLOGY FOR SUSTAINABLE ENGINEERING

Obiettivi formativi

Apprendere un approccio critico ai problemi tricologici ed il relativo impatto sullo sviluppo sostenibile. Acquisire strumenti concettuali per l’ottimizzazione degli attriti e dell’usura. Acquisire le conoscenze per una progettazione di sistemi meccanici che tenga conto delle problematiche tribologiche, nell’ottica dell’ottimizzazione energetica e funzionale degli stessi. Essere in grado di diagnosticare, simulare (sperimentalmente o numericamente), interpretare e risolvere i problemi di attrito ed usura di sistemi meccanici tenendo in considerazione i vincoli dettati dall’eco-tribologia (inquinamento di particolati e lubrificanti, durabilità e sostenibilità dei sistemi, …). Essere in grado di partecipare a progetti di sviluppo nei principali settori industriali: tribologia dei contatti striscianti e non, tribologia in condizioni estreme (contatti soggetti a vibrazioni, ad alta pressione, a basse e alte temperature, …), bio-tribologia. Il corso si basa sulla presentazione di teorie e metodi di investigazione dei contatti, in parallelo alla presentazione di problemi industriali attuali e dei metodi di analisi e risoluzione proposti.

Canale 1

FRANCESCO MASSI Scheda docente

Programmi - Frequenza - Esami

Programma

Le lezioni saranno incentrate sia sulle conoscenze di base che sulla loro applicazione a questioni industriali e sociali. • Introduzione al corso e legame con le nozioni acquisite: dai modelli del contatto alla tribologia dei contatti reali. • Fondamenti della tribologia in problematiche sociali ed industriali: usura ed attrito, contatto secco e lubrificato, lubrificazione solida e fluida, stato e proprietà superficiali. • Il concetto della tripletta tribologica (meccanismo, primi corpi in contatto, terzo corpo) per l’analisi e risoluzione di un problema di contatto. • Modello reologico di un contatto: bilancio di massa e bilancio energetico. • Introduzione alla lubrificazione idrostatica, idrodinamica, elastoidrodinamica e curva di Stribeck ; applicazione agli ingranaggi ed ai cuscinetti. • Analisi critica di un problema di contatto: differenti scale temporali e spaziali, molteplicità e competizione dei fenomeni fisici in gioco. • Risoluzione dei problemi tribologici: tribologia numerica e tribologia sperimentale; vantaggi, svantaggi e limiti dei metodi numerici e sperimentali. • Tribologia numerica: Esempio di sviluppo di modelli numerici per la simulazione dei contatti; Algoritmi e leggi di contatto; Analisi della convergenza dei risultati: analisi locale al contatto ed analisi strutturale. Modelli FEM, modelli discreti (DEM) e dinamica molecolare (MD) • Tribologia sperimentale: Metodi e sistemi di misura in tribologia; Strumentazione di un contatto; Esempi di analisi ed interpretazione post-mortem delle superfici in contatto. • Biotribologia • Durante l'intero corso, esempi di strategie possibili di risoluzione di problemi di contatto saranno proposti: modifica del sistema meccanico, modifica delle superfici o materiali in contatto, introduzione di terzo corpo fluido o solido, modifica delle condizioni al contorno (temperatura, campi vibrazionali o magnetici, …).

Prerequisiti

Non sono richiesti prerequisiti particolari. Si consiglia una buona conoscenza della meccanica.

Testi di riferimento

Dispense del corso, disponibili sul sito del Corso. Engineering Tribology, Third Edition 3rd Edition, Gwidon Stachowiak, Andrew W Batchelor.

Modalità insegnamento

Le lezioni prevedono la presentazione di approcci metodologici, sperimentali e numerici, in parallelo a problematiche industriale e loro risoluzione.

Frequenza

Frequenza fortemente consigliata.

Modalità di esame

Per superare l'esame occorre conseguire un voto non inferiore a 18/30. Lo studente deve dimostrare di aver acquisito una conoscenza sufficiente degli argomenti oggetto del programma del corso e di essere in grado di applicarli per analizzare e proporre soluzioni a problematiche di tribologia. Per conseguire un punteggio pari a 30/30 e lode, lo studente deve invece dimostrare di aver acquisito una conoscenza eccellente di tutti gli argomenti trattati durante il corso, essendo in grado di proporre approcci di analisi e metodi di risoluzione coerenti delle problematiche connesse al corso.

Modalità di erogazione

Le lezioni prevedono la presentazione di approcci metodologici, sperimentali e numerici, in parallelo a problematiche industriale e loro risoluzione. Visite nei laboratori di tribologia sono previste durante il corso.