Università Roma Tre

• Conoscenza delle basi teoriche e della funzionalità della modellazione 3D e dell’analisi e ottimizzazione strutturale di elementi e sistemi meccanici;
• Conoscenza dei metodi per lo sviluppo e l’ingegnerizzazione di componenti e sistemi meccanici;
• Capacità di utilizzare software per la modellazione 3D e l’analisi e l’ottimizzazione strutturale.
• Capacità di utilizzare metodi e strumenti per la progettazione strutturale di componenti e sistemi meccanici;

J.E. Shigley, Progetto e costruzione di macchine. McGraw-Hill Education; 2020 - Capitolo 19

L’insegnamento permette agli studenti di acquisire conoscenze avanzate sull’utilizzo di strumenti e metodi di progettazione impiegati nel contesto dell’ingegneria industriale. Tali strumenti e metodi riguardano la modellazione avanzata con software di Computer-Aided Design (CAD), la simulazione con strumenti del tipo Computer-Aided Engineering (CAE), l’ottimizzazione strutturale basata su analisi FEM, tecniche di Design for Additive Manufacturing, esempi di Design for X come Design for Manufacturing and Assembly, e basi per lo studio del ciclo di vita del prodotto (Life Cycle Assessment – LCA) partendo dal modello CAD. Per quanto riguarda lo studio di ottimizzazione, sarà approfondita sia l’ottimizzazione parametrica che l’ottimizzazione topologica. Lo studente sarà impiegato su casi studio multidisciplinari al fine di integrare le nozioni acquisite in altri insegnamenti e fare al tempo stesso pratica con l’utilizzo dei sistemi di modellazione e simulazione avanzata. L’obiettivo finale del corso è quello di far acquisire conoscenze e competenze sui vari strumenti e metodi da impiegare per una progettazione avanzata di prodotto e sistema, basata su tecniche di prototipazione virtuale integrate con analisi di ottimizzazione e di valutazione del ciclo di vita.

Programma nel dettaglio:
1. Progettazione Ingegneristica
• fasi della progettazione ingegneristica
• Configurazione e modularità di prodotto. Differenze tra Configure-to-Order e Engineer-to-Order.
2. Gestione del Ciclo di Vita del Prodotto
• Introduzione al Product Life Cycle Management (PLM) per la gestione del ciclo di vita del prodotto.
3. Modellazione Geometrica con strumenti CAD
• La modellazione CAD feature-based e le tecniche di gestione avanzata dei parametri.
• PMI: annotazioni nel modello 3D.
• Cenni sulla modellazione delle superfici.
4. Interfacce di programmazione
• Linguaggi di programmazione per l’interfaccia CAD.
• Esempi di sviluppo.
5. Strumenti CAE: Ingegneria Assistita da Calcolatore
• Introduzione sistemi CAE e applicazioni.
• Interfacciamento ed interoperabilità tra sistemi CAD/CAE.
• Strumenti software per la simulazione numerica agli elementi finiti – FEM.
• Simulazioni strutturali.
6. Strumenti di Ottimizzazione
• Strumenti e metodi di ottimizzazione parametrica.
• Ottimizzazione multi-obiettivo.
• Ottimizzazione Topologica nelle simulazioni FEM.
• Esempi.
7. Ingegneria Inversa
• Strumenti ottici di acquisizione dei modelli 3D.
• Caso studio con scanner 3D.
8. Progettazione per la stampa additiva – Additive Manufacturing
• Tecnologie di Stampa 3D, 3D Printing da polveri metalliche.
• Modellazione applicando strutture reticolari.
• Struttura di supporto e orientazione.
• Design for Additive Manufacturing: fasi, strumenti, e sviluppo del Progetto.
• Strumenti CAD/CAE per il progetto additivo.
9. Design for X
• Design for X: definizioni ed esempi di Design for Assembly and Design for Disassembly, etc.
• Principi di Life Cycle Assessment per il settore industriale.
• Metodi di Ecodesign supportati da analisi Life Cycle Assessment (Design for Sustainability).
10. Modellazione del Piping 3D per il settore industriale
• Tubazioni 3D modellate tramite strumenti CAD 3D.

Le dispense delle lezioni sono presenti sul sito Moodle dell'insegnamento.