Ingegneria meccanica e materiali

La materia è intelligente. Solitamente pensiamo i materiali che ci circondano come semplici strumenti, passivi e incapaci di interagire con l’ambiente in modo complesso, ma a ben guardare non è affatto così. Numerosi materiali sono in grado di adattarsi agli stimoli che ricevono, di assemblarsi e ripararsi in autonomia e, in alcuni casi, di conservare una memoria del proprio passato. L’intelligenza di questi materiali è, naturalmente, tutt’altra cosa rispetto all’intelligenza umana: se la nostra concezione convenzionale di “intelligenza” è essenzialmente basata su sistemi centralizzati di controllo come il cervello, un materiale possiede un’intelligenza diffusa in tutte le parti che lo compongono. È evidente che questa consapevolezza può cambiare profondamente l’approccio che abbiamo alla scienza e alla tecnologia, e forse anche alla vita stessa. Davanti alle sfide tecnologiche e sociali che ci aspettano, la capacità di ripensare i materiali come una parte attiva della nostra vita e della nostra cultura, sfruttando la loro capacità di interagire in modo intelligente con il proprio ambiente, potrebbe essere la chiave per il futuro della nostra specie.

L’analisi dei problemi non lineari nel campo della meccanica dei solidi e delle strutture rappresenta una delle sfide più complesse e attuali nell’ingegneria computazionale, che richiede strumenti teorici avanzati e modelli numerici robusti. Questo volume nasce per fornire un quadro sistematico e approfondito del Metodo degli Elementi Finiti (MEF) applicato ai problemi non lineari. L’opera è articolata in due parti; la prima è dedicata ai fondamenti teorici, mentre la seconda parte introduce le formulazioni numeriche del MEF in ambito non lineare, discutendo i metodi risolutivi per problemi statici e dinamici, i modelli di elemento finito per problemi flessionali, la formulazione totale (TL), aggiornata (UL) e corotazionale, fino all’implementazione computazionale di casi complessi come il contatto, l’impatto, i fenomeni termici non lineari e la meccanica della frattura. Ogni capitolo è corredato da esercizi svolti e particolare attenzione è riservata al collegamento tra teoria, algoritmo e implementazione, rendendo il testo adatto non solo a studenti di corsi avanzati, dottorandi, ricercatori e professionisti dell’ingegneria strutturale, meccanica e dei materiali, ma anche come riferimento operativo per chi sviluppa o utilizza software MEF in ambito industriale e di ricerca

L’industria del packaging è oggi chiamata a rispondere a sfide sempre più complesse, tra cui la riduzione dell’impatto ambientale, l’ottimizzazione della riciclabilità e l’adattamento alle nuove direttive europee, come il Packaging and Packaging Waste Regulation (PPWR). In questo scenario, il presente documento fornisce strumenti di analisi e riflessione per aziende, operatori del settore e policy makers, supportando la transizione verso soluzioni più performanti in armonia con le tematiche di sostenibilità e circolarità. Questa pubblicazione continua il percorso di collaborazione tra il Politecnico di Milano e Comieco, aggiornando il lavoro di ricerca sugli imballaggi cellulosici con proprietà barriera pubblicato nel 2022.

Guida pratica con approfondimento tecnico, normativo e sanzionatorio sui pneumatici dei veicoli (categorie L, M, N, O)

Nato per rispondere alle pressanti richieste degli studenti di una raccolta organica e ragionata di esercizi relativi al corso di Tecnologie generali dei materiali, le cui tematiche fondamentali rappresentano una transizione dalle discipline di base verso le materie caratterizzanti i corsi di studio dell'area dell'ingegneria industriale, questo testo presenta numerosi esercizi suddivisi per macro argomenti che spaziano dalla struttura cristallina dei materiali metallici alle loro leghe di interesse industriale, alle proprietà meccaniche e di lavorabilità degli stessi anche in dipendenza di eventuali trattamenti termici cui sono sottoposti, alle prove meccaniche unificate per la determinazione di alcune proprietà necessarie per il loro impiego in strutture meccaniche anche complesse. Oltre ai materiali metallici, buona rilevanza viene data anche ai materiali polimerici e ai materiali compositi che molto spesso vengono utilizzati come sostitutivi delle leghe metalliche per impieghi strutturali specie in ambito nautico, automobilistico e aeronautico.

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.