Ingegneria meccanica e materiali

Pur rimanendo fondamentale l'impiego del Computer Aided Design (CAD) e del Computer Aided Engineering (CAE), per la fase progettuale e del Computer Aided Manufacturing (CAM), per la fase produttiva, risulta sempre più diffusa la sensibilità delle imprese verso gli aspetti gestionali dell'intero sviluppo del prodotto, oggi trattati dai sofisticati programmi di Product Data Management (PDM) integrati con CAD, CAE e CAM. Si è ormai affermata la totale integrazione, in un'unica suite, di tutte le applicazioni software in grado di assistere l'azienda nell'intero ciclo di vita di un prodotto manifatturiero o di processo. Pertanto, appare giustificato l'uso più sintetico e corretto del nuovo acronimo PLM (Product Lifecycle Management) introdotto da IBM nel 1995, che puntualizza lo spostamento della concezione delle applicazioni da una visione puramente tecnica e strumentale a una visione sistemica e globale, coinvolgente tutti gli aspetti del ciclo di vita di un prodotto industriale. Il PLM si focalizza sul processo in cui si sviluppa il ciclo di vita del prodotto, mentre il PDM si focalizza sui dati effettivi del prodotto necessari per il PLM stesso. Questo libro fa parte della collana Ingegneria industriale assistita dal computer, con curatori Luca Nicotra e Francesca Campana. Luca Nicotra. Laurea in Ingegneria Meccanica. Ha svolto attività di ricerca nel campo della trasmissione del calore alla Facoltà d'Ingegneria dell'Università “Sapienza” di Roma e poi come scientist nel settore dei sistemi di guerra elettronica all''Elettronica S.p.A. di Roma. Successivamente ha ricoperto il ruolo di CAD-CAE-CAM Engineer presso la stessa società e di Responsabile Tecnico-Commerciale delle Applicazioni CAD/CAM/CAE/PDM presso Infordata S.p.A. di Roma. Direttore responsabile di diversi periodici e divulgatore scientifico, è autore di circa 450 pubblicazioni tecnico-scientifiche e di 13 libri; è socio onorario di diverse accademie. Riccardo Salvatore. Laurea in Ingegneria Meccanica all'Università “Sapienza” di Roma con una tesi numerico-sperimentale sulle scie vorticose a valle di corpi alari. Ha lavorato come specialista CAD-CAE presso IBM Italia S.p.A. Dal 2004 lavora in Germania come consulente PDM/PLM, prima presso IBM poi presso altre società di consulenza. Ha partecipato a progetti di implementazione di sistemi e processi PDM/ PLM presso clienti dell'industria manifatturiera, in vari settori: aerospazio & difesa, automobilistico, materiale ferroviario, macchinario industriale, apparecchiature biomedicali.

Il Computer Aided Engineering (CAE) rappresenta l'insieme dei codici di simulazione che assistono il progettista durante le fasi di verifica e ottimizzazione del progetto esecutivo. In questo volume si discute in particolare il ruolo dell'analisi strutturale agli elementi finiti nella progettazione, delineando i suoi maggiori campi di applicazione. Dopo una breve introduzione alla teoria matematica degli elementi finiti, si illustrano i fondamenti di alcuni dei più frequenti tipi di analisi strutturale eseguite in campo industriale: la verifica statica in campo lineare, la verifica dinamica e il calcolo a impatto. Questo libro fa parte della collana Ingegneria industriale assistita dal computer, con curatori Luca Nicotra e Francesca Campana.

Nel contesto moderno di produzione industriale le catene robotizzate permettono la realizzazione di prodotti finiti estremamente complessi in ambienti non sempre compatibili con un operatore umano. Sono descritte le tipologie esistenti di robot, le loro caratterizzazioni geometriche e le basi matematiche su cui si basa la loro cinematica. Viene presentato un caso reale di progettazione di una linea automatica robotizzata di assemblaggio nell'ambito della ricerca in fisica astroparticellare. La fabbrica interamente automatizzata o Computer Integrated Manufacturing (CIM) costituisce il culmine ideale dell'informatizzazione e dell'integrazione applicate a tutti i reparti di un'impresa manifatturiera o di processo. L'automazione integrata di tutte le attività dell'impresa aumenta la produttività, la sicurezza sul lavoro e la qualità dei prodotti, con una considerevole diminuzione dei costi di produzione. Viene presentato un modello generale di impresa che, ponendo in evidenza le interconnessioni fra le varie aree funzionali e gli aspetti informatici della loro integrazione, può essere utilizzato come guida per una efficace progettazione dell'architettura dei sistemi informativi del CIM.

Apparentemente, il nostro mondo è fatto di cose che possiamo toccare e sentire, come sedie, libri, tazze di tè. Eppure esiste una classe di materiali invisibili che ci circonda e ci pervade: sono i gas. Ogni giorno una persona media inala dodici chili d'aria, una miscela che non solo ci sostiene, ma rende abitabile il pianeta. Nello spazio, i gas danno vita alle stelle; sulla Terra, influenzano l'umore, la salute e persino il comportamento degli esseri umani: fumi, vapori, umidità, profumi e tossine giocano un ruolo straordinario nelle nostre vite. Tuttavia, per la maggior parte del tempo, trascuriamo le meraviglie dei gas. Con uno stile brillante e inconfondibile, Mark Miodownik ci svela i segreti di queste sostanze antiche e potenti, che hanno plasmato la vita sulla Terra. Dai vapori che i popoli del passato attribuivano agli dèi, alle valvole d'aria che ci hanno regalato biciclette, automobili e scarpe da ginnastica, fino alla crisi climatica alimentata dall'anidride carbonica, questo libro ripercorre la storia dei gas e delle invenzioni che hanno rivoluzionato la modernità. In un viaggio che unisce scienza, storia e curiosità, Miodownik esplora il lato esilarante, terrificante e sorprendente dei gas, ricordandoci che spesso sono proprio le forze più invisibili quelle che danno forma al nostro mondo.

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.

This Book is the result of a varied experience acquired by the author in the field of fluid mechanics. The goal that we set ourselves for the writing of the book is to provide the reader with all the tools necessary for understanding the topics of computational fluid dynamics starting with brief references to fluid mechanics, showing the difficulties in solving the governing equations, to arrive at the different numerical approaches adopted in the scientific literature, focusing on the finite difference method. To make the exposition of the topics clearer, we wanted to explain some engineering applications developed in the Python environment.

Questo libro presenta una raccolta di problemi che riguardano temi della Meccanica Razionale, e per ognuno ne fornisce la soluzione. La tipologia dei problemi trattati è quella di interesse per gli allievi ingegneri che frequentano un corso di laurea triennale di indirizzo industriale. Le soluzioni dei problemi, oltre a fornire la risposta numerica ai quesiti proposti, illustrano il procedimento logico risolutivo, facendo riferimento alle equazioni fondamentali della teoria della Meccanica Razionale. Il testo è suddiviso in tre parti che raccolgono i problemi e le rispettive soluzioni riguardanti la "Cinematica e dinamica del punto materiale", la "Cinematica del corpo rigido" e la "Dinamica del corpo rigido".

In un mondo che affronta sfide climatiche senza precedenti, il modo in cui immaginiamo e diamo forma agli edifici deve evolversi per stare al passo con le trasformazioni e le esigenze dell’ambiente, della società e del territorio. Per progettare edifici resilienti e in linea con gli obiettivi di decarbonizzazione, abbiamo bisogno di un’edilizia che non sia solo sostenibile, ma anche rigenerativa, capace di sfruttare appieno il potenziale degli approcci circolari, dei materiali bio-based, riciclati e recuperabili. "Neomateriali nell’economia circolare – Building" mostra una prospettiva chiara e presenta esempi concreti di come processi e materiali innovativi possano trasformare il modo in cui progettiamo e costruiamo, ponendo la circolarità al centro come leva strategica per ridurre le emissioni e diminuire i rifiuti. Non si tratta solo di una necessità ambientale, ma anche di un’opportunità economica straordinaria per l’intero settore.Attraverso case studies di progetti all’avanguardia e soluzioni pionieristiche, questo libro dimostra che è possibile trasformare l’industria edile in un motore di vera sostenibilità. La prima parte del volume presenta gli elementi chiave di una nuova progettualità circolare, con un focus sui concetti di riutilizzo, durabilità, adattabilità e rigenerazione. La seconda parte invita a ripensare i cantieri come circular hubs, concentrandosi sulla gestione dei flussi di materiali, sulle pratiche off-site e sui processi costruttivi e demolitori. La terza parte esplora i neomateriali, dalle certificazioni di prodotto alla tracciabilità, fino al passaporto dei materiali, con particolare attenzione a quelli di origine naturale e bio-based, riciclabili o da riciclo, e al recupero dei materiali dopo eventi critici. Infine, la quarta parte si concentra sull’innovazione, presentando nuove materie e applicazioni all’avanguardia, come edifici coltivati con funghi e batteri, mattoni a base di latte e alghe, e isolanti realizzati con materiali di scarto. Prefazioni di Carolina Montano Owen e Martin Pauli.

Il libro tratta il tema degli elementi finiti studiandone teoria ed applicazioni. La prima parte analizza i principali problemi fisici per soluzioni ingegneristiche come la teoria dell’elasticità, la teoria della trave, ecc. Nella seconda parte viene affrontato il calcolo matriciale, primo passo verso le procedure automatiche di soluzione che storicamente sfocerà negli elementi finiti. La terza parte indaga le possibili soluzioni numeriche delle equazioni differenziali accennando il metodo delle differenze finite (MDF), il metodo di Rayleigh-Ritz (RR) per poi soffermarsi sul metodo degli elementi finiti (MEF). La parte quattro studia il problema monodimensionale attraverso il MEF sia per applicazioni cartesiane che assialsimmetriche. La parte cinque approfondisce le problematiche bidimensionali introducendo il concetto di isoparametricità e soffermandosi principalmente sugli elementi Triangolare Lagrangiano (TL), Quadrangolare Lagrangiano (QL) e assialsimmetrico. Infine, la parte sesta affronta la problematica tridimensionale come estensione del problema 2D accennando a elementi più complessi come gli elementi guscio.