COSTRUZIONE DI MACCHINE 2. Obiettivi formativi: PROGRAMMA TESTI DI RIFERIMENTO

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1 COSTRUZIONE DI MACCHINE 2 Obiettivi formativi: Il corso di si propone di fornire gli strumenti necessari alla comprensione ed all uso dei fondamenti della progettazione delle macchine. PROGRAMMA 1. Comportamento meccanico dei materiali in presenza di deformazioni plastiche. Metodi approssimati di calcolo delle deformazioni plastiche. Scorrimento viscoso. 2. Meccanica della frattura lineare elastica. Fattore di intensità degli sforzi. Condizione di collasso. Estensione alle piccole plasticizzazioni. Meccanica della frattura e fatica. Legge di Paris. 3. Forzamenti. 4. Concentrazioni di tensione. 5. Progettazione di alberi in presenza di vibrazioni flessionali e torsionali. Analisi modale. Metodi di soluzione. Forzanti esterne. 6. Molle. Materiali e forme costruttive. Molle di flessione. Molle di torsione. Sistemi di molle. Molle a rigidezza variabile. 7. Analisi delle tensioni nei rotori Dischi sollecitati in campo lineare elastico Cilindri rotanti sollecitati in campo lineare elastico Dischi sollecitati oltre lo snervamento Solidi cilindrici soggetti a pressione ed a gradiente di temperatura lungo lo spessore Solidi cilindrici a parete sottile sollecitati in campo elastico. Solidi cilindrici in parete spessa sollecitati in campo elastico Solidi cilindrici in parete spessa soggetti a pressione interna e sollecitati oltre lo snervamento 8. Analisi delle tensioni nelle piastre e nei gusci in parete sottile Piastre rettangolari Piastre circolari Strutture a guscio Teoria generale del guscio cilindrico TESTI DI RIFERIMENTO

2 U. Pighini: Elementi costruttivi delle Macchine, Ed. ESA, Roma V. Vullo, F. Vivio, Rotors: Stress Analysis and Design, Springer; S.P. Timoshenko, S. Woinowsky - Krieger, Theory of Plates and Shells, McGraw- Hill D. Broek, Elementary.Engineering.Fracture.Mechanics, Martinus Nijhoff Publishers

3 Curriculum dell attività didattica e scientifica di FANELLI PIERLUIGI Notizie Biografiche Pierluigi Fanelli, nato a Roma il 27 Luglio 1983, cittadino italiano, celibe. Il 9 luglio 2001 consegue la Maturità scientifica presso il Liceo Scientifico Statale B.Touschek di Grottaferrata (RM) con votazione 100/100. Il 28 gennaio 2005 consegue la Laurea Triennale in Ingegneria Meccanica presso l Università degli Studi di Roma Tor Vergata, discutendo la tesi dal titolo Deformazione plastica per stampaggio di lamierini sottili per catalizzatori automobilistici (relatore Prof. Ing. Vincenzo Tagliaferri), riportando la valutazione di 110/110 e lode. Il 7 maggio 2007 consegue la Laurea Specialistica in Ingegneria Meccanica presso l Università degli Studi di Roma Tor Vergata, discutendo la tesi dal titolo Analisi teorico-numerica del comportamento di strutture saldate per punti in campo plastico (relatore Prof. Ing. Vincenzo Vullo, correlatore Ing. Francesco Vivio), riportando la valutazione di 110/110 e lode. Dal 2007 al 2012 collabora con la Cattedra di Costruzione di Macchine (titolare Prof. Ing. Vincenzo Vullo) presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica dell Università Tor Vergata di Roma. Il 30 giugno 2007 ottiene l abilitazione all esercizio alla professione di ingegnere. Da giugno 2007 è iscritto all Ordine degli Ingegneri della provincia di Roma. Risultato vincitore di borsa di studio per il dottorato di ricerca, di cui ha usufruito da novembre 2007 a novembre 2010, il 1 giugno 2011 ha conseguito il titolo di Dottore di Ricerca in Progettazione dei Sistemi Meccanici, presso l Università degli studi di Roma Tor Vergata, con una tesi dal titolo Structural Behaviour Of Spot Joints: Theoretical Approaches And Numerical And Experimental Analyses, (Tutor e Referente Prof. Ing. Vincenzo Vullo). Da gennaio 2011 a marzo 2011 ha vinto una borsa di studio per l attività di ricerca per l innovazione, progettazione avanzata ed ottimizzazione di telai autoveicolistici. Da maggio 2011 a maggio 2012 è titolare di un assegno di ricerca denominato Analisi strutturale di telai e scocche autoveicolistici di nuova concezione. Dal 14 giugno 2012 è Ricercatore a Tempo Determinato nel settore scientifico disciplinare Ing-Ind/14 presso il Dipartimento di Economia e Impresa dell Università degli studi della Tuscia di Viterbo e incardinato nel Corso di Ingegneria Industriale, in regime di impegno a tempo definito. Da ottobre 2013 è professore a contratto per i corsi di Costruzione di Macchine 1 e Costruzione di Macchine 2 presso l Università Telematica Niccolò Cusano. Attività didattica L attività didattica si articola nei seguenti punti:

4 - Collaborazioni a corsi tenuti da altri docenti. - Corsi propri. - Co-relazione di tesi. B1. Collaborazioni a corsi tenuti da altri docenti Corso di Costruzione di Macchine 2, Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica, Università di Roma Tor Vergata, AA.AA. dal 06/07 al 11/12. Ha svolto le esercitazioni del corso di Costruzione di Macchine 2 riguardanti le trasmissioni di potenza, con la realizzazione di un progetto completo di relazione tecnica, di disegni costruttivi e di distinta base, di un riduttore meccanico di velocità caratterizzato da ingranaggi cilindrici, conici ed a vite, nonché da trasmissioni con cinghie o con catene. All occorrenza ha sostituito il docente ufficiale nello svolgimento delle lezioni ed ha direttamente partecipato agli esami di profitto, facendo parte delle commissioni d esame in qualità di cultore della materia. Corso di Costruzione di Macchine 4, Corso di Laurea Specialistica in Ingegneria Meccanica, Università di Roma Tor Vergata, AA.AA. dal 06/07 al 11/12. Ha svolto le esercitazioni del corso di Costruzione di Macchine 4 riguardanti la progettazione di recipienti in pressione, il dimensionamento di rotori e di strutture meccaniche bi e tridimensionali. All occorrenza ha sostituito il docente ufficiale nello svolgimento delle lezioni ed ha direttamente partecipato agli esami di profitto, facendo parte delle commissioni d esame in qualità di cultore della materia. Corso di Costruzione di Macchine 1, Corso di Laurea in Ingegneria Meccatronica, Università di Roma Tor Vergata, AA.AA. dal 06/07 al 07/08. Ha svolto le esercitazioni del corso di Costruzione di Macchine 1 riguardanti la progettazione di assi e alberi, collegamenti mobili e permanenti, trasmissioni meccaniche. All occorrenza ha sostituito il docente ufficiale nello svolgimento delle lezioni ed ha direttamente partecipato agli esami di profitto, facendo parte delle commissioni d esame in qualità di cultore della materia. Corso di Costruzione di Veicoli Terrestri, Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica, Università di Roma Tor Vergata, A.A. 11/12. Ha svolto le esercitazioni del corso di Costruzione di Veicoli Terrestri riguardanti la progettazione strutturale di telai automobilistici e analisi dinamica di veicoli. All occorrenza ha sostituito il docente ufficiale nello svolgimento delle lezioni ed ha direttamente partecipato agli esami di profitto, facendo parte delle commissioni d esame in qualità di cultore della materia. B2. Corsi propri Corso di Meccanica dei Solidi, Corso di Laurea in Ingegneria Industriale, Università degli Studi della Tuscia, AA.AA. dal 12/13 a oggi.

5 Corso di Fondamenti di Costruzione di Macchine, Corso di Laurea in Ingegneria Industriale, Università degli Studi della Tuscia, AA.AA. dal 12/13 a oggi. Corso di Costruzione di Macchine 1, Corso di Laurea in Ingegneria Industriale, Università Telematica Niccolò Cusano, AA.AA. dal 12/13 a oggi. Corso di Costruzione di Macchine 2, Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Meccanica, Università Telematica Niccolò Cusano, AA.AA. dal 12/13 a oggi. B3. Co-relazione di tesi di laurea L ing. Fanelli ha seguito, in qualità di co-relatore, numerose tesi di laurea su argomenti avanzati a largo spettro del settore della progettazione e costruzione di macchine (ING- IND/14), fornendo il suo personale contributo allo sviluppo della ricerca. Attività scientifica C1. Collaborazioni con enti di ricerca o enti interessati alla ricerca. L Ing. Fanelli partecipa da tempo a specifiche attività e progetti di ricerca svolti con il supporto finanziario di enti di ricerca pubblici e/o privati e di società produttive che promuovono al loro interno programmi di ricerca industriale e di innovazione tecnologica. In tale contesto l attività ha riguardato sia il diretto sviluppo dei temi di ricerca sia il coordinamento di gruppi di lavoro composti da tesisti e studenti. Tra i suddetti progetti di ricerca si possono qui citare: - Progetto Industria 2015 mobilità sostenibile, dal titolo: studio, progettazione e sviluppo di un innovativo quadriciclo stradale multimodale e multipurpose, ecologico, ergonomico, economico, sicuro ed interconnesso, per il trasporto sostenibile di merci nei centri storici (in breve iqmmtm) - Progettazione completa di un telaio per veicoli leggeri con innovative caratteristiche di modularità, svolto in collaborazione con il MATE S.r.l. di Torrita di Siena (SI). C2 Linee di ricerca. L attività scientifica dell Ing. Fanelli è correlata ad un certo numero di filoni di ricerca, i cui argomenti di studio si inquadrano, in particolare, nell analisi strutturale, statica e dinamica, mediante metodologie avanzate finalizzate alla progettazione ottimale di componenti e sistemi meccanici. Le metodologie utilizzate prevedono metodi numerici, come elementi finiti ed analisi

6 a parametri concentrati, metodiche innovative per la caratterizzazione a fatica di particolari tipologie di componenti e giunzioni meccaniche, analisi teoriche e rilievi sperimentali per l individuazione di parametri di riferimento nonché soluzioni analitiche e numeriche per descrivere il comportamento di strutture meccaniche. La direttiva costante che caratterizza l intera attività di ricerca è quella di definire modelli interpretativi del dato sperimentale di riferimento, non necessariamente desunti dalla modellazione numerica, ma spesso basati sulla risoluzione analitica del modello fisicomatematico. Conseguentemente l obiettivo è quello di raggiungere chiavi interpretative dei fenomeni in studio in grado di comprendere e, quindi, di prevedere ed ottimizzare il comportamento strutturale. Per tale motivo, in molti lavori sono presenti sia rilievi sperimentali che sviluppi analitici e numerici. L attività di ricerca si è concretizzata in 16 pubblicazioni scientifiche e viene suddivisa nelle linee di ricerca di seguito descritte: - Comportamento strutturale di giunzioni saldate a punti: analisi teoriche, numeriche e sperimentali. - Comportamento strutturale di giunzioni saldate mediante Friction Stir Spot Welding. - Analisi strutturale e soluzioni teoriche di piastre inflesse a profilo variabile. - Analisi strutturale e soluzioni teoriche di piastre inflesse sottoposte a carichi oltre il limite elastico. - Innovazione, progettazione avanzata ed ottimizzazione di telai autoveicolistici. Corsi di aggiornamento frequentati Corso Elasticity and Stress Concentration A New Way of Thinking tenutosi presso l Università di Trieste nel 2008 dal Prof. Y. Murakami. Pubblicazioni 1. Vivio F., Fanelli P., A new analytical model for the elastic-plastic behaviour of spot welded joints subjected to orthogonal load, International Journal of Solids and Structures, Vol. 46, No. 3-4, pp , 2009.

7 2. Vivio F., Fanelli P., Un nuovo modello analitico per il comportamento elasto-plastico di giunzioni saldate per punti, Atti XXXVII Convegno Nazionale AIAS Roma Vivio F., Fanelli P., Un nuovo modello analitico per il comportamento elasto-plastico di giunzioni saldate per punti, Giovani Ricercatori IGF 2008, pp , ISBN , Fanelli P., Vivio F., Vullo V., Un criterio generale per la valutazione della durata a fatica di strutture saldate a punti, Atti Workshop sulla Fatica delle Giunzioni Saldature Forni di Sopra (UD), ISBN , Fanelli P., Vivio F., Influenza delle Condizioni di Vincolo sul Modello Analitico del Comportamento Elasto-Plastico di Strutture Saldate a Punti, Atti XXXVIII Convegno AIAS, Torino, Donati C., Fanelli P., Vivio F., Vullo V., Sull Influenza delle Caratteristiche Geometriche e della Zona Termicamente Alterata sul Comportamento Elasto-Plastico di Giunzioni Saldate per Punti, Atti XXXVIII Convegno AIAS, Torino, Fanelli P., Vivio F., Vullo V., Simulazione del fronte di plasticizzazione in un nuovo modello analitico del comportamento elasto-plastico di giunzioni saldate a punti, Atti Workshop IGF - Problematiche di Frattura nei Materiali per l Ingegneria, ISBN , Forni di Sopra (UD), Fanelli P., Vivio F., Caratterizzazione analitica del fronte di plasticizzazione in strutture saldate per punti, Atti XXXIX Convegno AIAS, Maratea, Fanelli P., Vivio F., Vullo V., Caratterizzazione numerica e sperimentale di friction stir spot welds in alluminio 6082-t6, Atti XXXIX Convegno AIAS, Maratea, Fanelli P., Montanari R., Rovatti L., Ucciardello N., Vivio F., Vullo V., Caratterizzazione microstrutturale e modellazione di giunti saldati per Friction Stir Spot Welding in lega di Alluminio 6082, La Metallurgia Italiana, n.4, bis Fanelli P., Montanari R., Rovatti L., Ucciardello N., Vivio F., Vullo V., Caratterizzazione microstrutturale e modellazione di giunti saldati per Friction Stir Spot Welding in lega di Alluminio 6082, Atti 33 Convegno Nazionale AIM, Fanelli P., Vivio F., Vullo V., Experimental and numerical characterization of Friction stir spot welded joints, Engineering Fracture Mechanics, Volume 81, pp , Fanelli P., Fino A., Vivio F., Analisi del comportamento elasto-plastico e del fronte di plasticizzazione di una giunzione saldata per punti, Atti XXXXII Convegno AIAS, Salerno Fanelli P., Fino A., Vivio F., Analysis of elastic-plastic behavior and of plastic front evaluation in spot welded joints, under review International Journal of Mechanical Sciences, 2014.

8 14. Fanelli P., Vivio F., A general formulation of an analytical model for the elastic-plastic behaviour of a spot weld finite element, under review Mechanical Research and Communications, Fanelli P., Vivio F., Analytical characterization of plastic flow in spot welded joints, under review Theoretical and Applied Fracture Mechanics, Fanelli P., Vivio F., Vullo V., Theoretical and numerical analysis of failure mode and static strength of fssw joint in aluminium alloy, under review Proceedings of the ASME 2014, 12th Biennial Conference on Engineering Systems Design and Analysis, Pierluigi Fanelli