Ingegneria meccanica e materiali

La tribologia, la scienza che studia l'attrito, la lubrificazione e l'usura, ricopre un'importanza fondamentale in moltissimi campi applicativi, ma, nonostante ciò, rimane ancora poco nota al grande pubblico.

Il volume è il risultato di diversi anni di ricerca e di studi condotti da esperti di Gestione e di Analisi del Valore. Il Metodo può essere applicato a qualsiasi Entità: idea, processo, programma, progetto, prodotto, servizio, organizzazione o una loro qualsiasi combinazione. L'Analisi del Valore fa porre l'attenzione sulle funzioni esplicate dall'Entità presa in considerazione per il soddisfacimento delle esigenze nel periodo o nella vita utile ipotizzati, mettendo in rapporto l'Utilità con il Costo globale, ovverosia con la somma delle risorse per produrla (Costo di produzione), per gestirla (Costo di gestione) e per trattarla al termine del periodo o della vita utile ipotizzati (Costo finale), detraendo l'eventuale Valore residuo, anch'esso espresso in termini monetari. È importante attualizzare tutte le componenti di costo successive al Costo di produzione e il Valore residuo al momento di inizio del periodo o della vita utile ipotizzati. Prefazione di Giampiero Bambagioni.

Il manuale è stato creato principalmente per supportare i corsi di oleodinamica offerti dall'autore sia in lauree triennali sia specialistiche di meccatronica. Il manoscritto compie, tuttavia, anche scopi distinti. Può essere impiegato in altre università come strumento chiave per supportare un corso introduttivo di oleodinamica (ad esempio, affrontando i capitoli 1, 2 e 3), nonché per un corso successivo che copra argomenti più avanzati (ad esempio, considerando i capitoli 4 e 5). Inoltre, questo libro rappresenta uno strumento utile per i tecnici che vogliano consolidare le loro conoscenze nel settore oleodinamico.

Le macchine a fluido rivestono un ruolo fondamentale nella nostra società, sempre alla ricerca delle tecniche più convenienti per produrre energia meccanica ed elettrica in modo efficiente e pulito. Le troviamo impiegate nelle più svariate applicazioni: produzione di potenza, processi industriali, trazione terrestre, propulsione navale e aeronautica. Il settore delle macchine a fluido in generale rappresenta un ambito molto importante dell'ingegneria, dal punto di vista della progettazione e dell'utilizzo in campo industriale e civile. Questo volume nasce dall'esperienza decennale degli autori nel settore dell'ingegneria industriale. Gli argomenti trattati nel testo lo rendono uno strumento di studio nell'ambito dei corsi di «Macchine» e «Macchine e sistemi energetici». Dopo un'ampia introduzione alle macchine e l'illustrazione dei principi fondamentali, vengono discusse in dettaglio le caratteristiche e le prestazioni delle più diffuse macchine operatrici e motrici, a fluido incomprimibile e termiche: le pompe e le turbine idrauliche, i compressori e le turbine a vapore, le turbine a gas e i motori a combustione interna. Inoltre vengono trattati i principali cicli per la produzione di potenza: il ciclo Rankine a vapore, il ciclo a gas Joule-Brayton e i cicli Otto e Diesel, considerando anche i cicli per applicazioni aeronautiche e combinati, nonché i sistemi per la cogenerazione di calore e lavoro.

Questo testo raccoglie il materiale didattico relativo al modulo di Meccanica Applicata per gli Ingegneri Gestionali dell'Università di Firenze. Scopo del testo è quello di rendere fruibili i contenuti di un tradizionale corso di Meccanica Applicata a studenti di varia estrazione con un curriculum multidisciplinare. Gli argomenti trattati sono organizzati in tre parti: 1) Una prima sezione introduce alcuni concetti fondamentali di cinematica, statica e dinamica in cui si è voluto preservare un approccio ampiamente collaudato. 2) Nella seconda parte relativa alle trasmissioni meccaniche, sono introdotti aggiornamenti per quanto riguarda l'uso di rotismi combinatori ed altre tipologie di riduttori utilizzati in meccatronica . 3) Nella Terza parte, sono introdotti alcuni esempi di dinamica di carattere generale (vibrazioni di un sistema ad un grado di libertà, tecnica delle masse di sostituzione, grado di irregolarità di una macchina) con riferimento ad applicazioni note come, ad esempio, il bilanciamento di macchine alternative. Il testo è corredato da esercizi e brevi esempi per aiutare il lettore nella verifica della effettiva comprensione della materia.

Le finalità del libro sono quelle di fornire al lettore la conoscenza delle problematiche connesse ai sistemi automatici di controllo, attraverso l'enunciazione dei concetti fondamentali che ne stanno alla base, nonché la trattazione degli strumenti matematici necessari per l'elaborazione analitica, ovvero per le manipolazioni simboliche e la presentazione e descrizione dei principali dispositivi di trasduzione ed attuazione che realizzano le manipolazioni materiali. Il libro, quindi, per la vastità della materia non può essere esaustivo, ma vuole rappresentare il background per un eventuale e successivo studio approfondito e mirato. In tale ottica si sono trattati i classici e consolidati sistemi di controllo a tempo continuo ed anche, se pur sinteticamente, i sistemi a tempo discreto in particolare quelli digitali per l'ormai diffusa ed ampia affermazione. Gli autori hanno ritenuto didatticamente proficuo presentare gli strumenti matematici non in appendice, come solitamente vengono inseriti, ma immediatamente prima della trattazione degli argomenti relativi al controllo che ne fanno uso; con le stesse finalità didattiche, ad integrazione del libro, si sono proposti e risolti nel Text in Cloud numerosi esercizi.

Il presente volume è frutto di un ampliamento degli argomenti trattati nella prima edizione. In questa sede sono stati aggiunti tre nuovi temi: la stozzatura, il taglio delle ruote dentate ed il controllo numerico. L'introduzione della stozzatura permette di ampliare le operazioni di taglio con moto alternato rettilineo intermittente, consentendo di mettere in luce le modalità di asportazione di truciolo necessarie alla realizzazione di scanalature, cave, e forme poligonali già viste nella brocciatura, ma estese al caso di fori ciechi o di presenza di spallamenti. La fabbricazione di ruote dentate è descritto dapprima riportando le diverse tecnologie, i relativi utensili e le macchine oggi a disposizione per la fabbricazione di ingranaggi. Successivamente le differenti soluzioni vengono confrontate in maniera critica, analizzandone i pro ed i contro, sia sotto il punto di vista della sgrossatura che della finitura. Infine le differenti combinazioni vengono analizzate anche in funzione delle tipologie di acciai utilizzati per la fabbricazione degli ingranaggi e dei trattamenti termici finali che gli ingranaggi prodotti devono subire. L'ultimo argomento aggiunto affronta il tema del controllo numerico, che è di estrema importanza nella formazione dei giovani ingegneri meccanici che entreranno nel mondo di lavoro. Quest'ultimo viene affrontato dapprima analizzando le soluzioni meccaniche che tale tecnologia introduce nelle architetture delle macchine utensili a controllo numerico; successivamente ne vengono spiegate la logica di funzionamento e le possibilità di controllo e correzione delle traiettorie ottenibili dai sistemi ad assi controllati. Infine viene affrontato il passaggio fondamentale tra il comando di una traiettoria e le prestazioni ottenibili dall'asse in relazione alla sua massa e rigidezza.

Questo primo Quaderno di site.it raccoglie una serie di 25 articoli pubblicati nell’edizione online tra il 6 settembre e il 18 dicembre 2019. Inizia con la notizia del sostanziale Sì espresso dagli uffici regionali alla Biometano Energy srl che vuole realizzare a Collarmele un impianto per la produzione di biometano e finisce con il Muro di gomma con cui i Comuni della Marsica est ritardano l’accesso agli atti relativi a tutti gli impianti per la produzione di energie alternative presenti nei loro territori. Una serie di articoli che va oltre la pubblicazione acritica di comunicati, resoconti di assemblee o la cronaca spicciola e che assume i contorni dell’inchiesta giornalistica. Il filo conduttore è l’iter autorizzativo dell’impianto della Biometano energy srl, ma dalla lettura cronologica dei vari pezzi emerge uno spaccato preoccupante sulla presenza di un altissimo numero di grandi impianti per la produzione di energia da fonti rinnovabili. Tutti concentrati in 4 comuni della Marsica est: Collarmele, Cerchio, Pescina e San Benedetto dei Marsi.

Questo testo costituisce una sintesi dei contenuti che dovrebbero essere affrontati in un corso di introduzione alle lavorazioni meccaniche su macchine utensili tradizionali o a controllo numerico. Sia per la macchina utensile tradizionale, sia per la macchina utensile CNC, nella realizzazione dei particolari meccanici, è necessario interpretare in modo corretto il documento primario che li rappresenta: il disegno. Solamente una appropriata comprensione del disegno permette all'operatore di realizzare il componente meccanico secondo le specifiche volute. La corretta lettura di un disegno tecnico, oltre a richiedere una competenza specifica, presuppone la conoscenza di elementi di tecnologia dei materiali e di precise regole normative, che nel tempo possono anche cambiare. Nelle aziende meccaniche di oggi, fortemente orientate al cliente, la costante ricerca di elevata qualità e produttività, si attua sempre più attraverso sistemi CAD/CAM e sistemi CIM, ma accanto a queste competenze avanzate, rimane importantissimo saper leggere e interpretare in modo rapido e preciso il disegno bidimensionale, e i suoi riferimenti a materiali e trattamenti. Il testo è complementare al libro "Macchine Utensili CNC - Tecnologia, programmazione e controllo di processo", pubblicato dagli autori sempre per Sandit Libri.

Avevamo lasciato Mark Miodownik seduto al tavolino sul terrazzo della sua casa londinese, da dove ci ha stupito con i racconti incredibili dei materiali meravigliosi di cui è fatto il mondo. In Liquidi, lo ritroviamo ai controlli di sicurezza di un aeroporto pronto a partire, amareggiato per aver dovuto abbandonare parte del suo bagaglio: un tubetto di dentifricio, un vasetto di pesto, del miele e soprattutto una bottiglia di ottimo whisky. È lo spunto scanzonato per iniziare una nuova avventura, questa volta nel mondo della materia allo stato liquido. Come in La sostanza delle cose, Miodownik sceglie la via della quotidianità per raccontarci la composizione chimica e le peculiarità fisiche delle sostanze che via via incontra lungo il suo viaggio. E quindi tocca ovviamente all'acqua, al caffè, alla colla, all'inchiostro delle biro e al cherosene a passare sotto la sua lente, e di volta in volta a stupirci e a divertirci. Perché l'olio appiccica? Come fanno le onde a viaggiare così lontano sulla superficie marina? (e a formare gli tsunami) Come funzionano i liquidi che alimentano le nostre automobili e scorrono nei circuiti degli apparecchi elettronici che usiamo tutti i giorni? Quale strano collante ci permette di attaccare e staccare mille volte i Post-it? Esiste una procedura scientificamente studiata per ottenere la tazza di tè perfetta? Liquidi è divulgazione scientifica allo stato puro, e Mark Miodownik scrive con competenza e contagioso entusiamo trasmettendo tutto il suo amore per questi temi. Si impara molto e ci si diverte.

Ogni trattazione didattica solleva dei dubbi circa l'opportunità di scriverla e pubblicarla, visto che in genere ce ne sono molte all'incirca sugli stessi argomenti che la precedono, e se ne produce qualcuna ad ogni passaggio di generazione di docenti e studenti. A questi dubbi si può dare una risposta immediata e definitiva: i libri didattici - pur nella costanza di molte delle nozioni che essi trasmettono, delle descrizioni che forniscono, delle proprietà degli oggetti che essi trattano - invecchiano, come ogni altra cosa al mondo, nella prospettiva, nel taglio, nella logica, nella scelta degli argomenti da trattare e del tono e del dettaglio in cui vanno esposti, che devono dipendere dal momento storico, dagli obiettivi e dalle necessità della società e dei lavori in cui gli studenti dovranno inserirsi. Non c'è quindi nulla di più naturale che a nuove generazioni di studenti e docenti corrispondano nuove generazioni di libri didattici. Per questo è sembrato del tutto naturale produrre un libro che consentisse uno studio agevole e, secondo le inclinazioni e le necessità personali, un approfondimento sufficiente ad acquisire una migliore comprensione degli argomenti svolti in un corso di Meccanica Razionale mirato alle applicazioni. Questo ne è il primo modulo rivolto a un'esposizione che fosse sufficientemente contenuta e sintetica, e nello stesso tempo abbastanza dettagliata ed efficace, degli strumenti matematici fondamentali per un corretto e perspicuo uso del linguaggio matematico nella descrizione dei fenomeni meccanici e nella formulazione e soluzione dei relativi problemi. Il libro è rivolto essenzialmente agli studenti di Ingegneria, ma se ne potranno giovare anche gli studenti dei corsi di laurea in Matematica e Fisica.