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Modellazione dinamica di sistemi meccanici e misura di vibrazioni

Modellazione numerica e validazione sperimentale di Sistemi meccanici complessi quali macchine utensili, centri di lavoro a CN, macchine automatiche, componenti meccanici del settre automotive ed aerospazio. Caratterizzazione sperimentale del comportamento vibro-acustico di sistemi meccanici complessi e organi di macchine. Modellazione ibrida di sistemi meccanici complessi mediante modelli misti analitico-numerici e sperimentali.

 

 

 

Analisi sperimentale delle vibrazioni e analisi modale sperimentale

Il Ciri Mam possiede una completa strumentazione per il rilievo di vibrazioni su strutture e su organi meccanici, costituita soprattutto da diverse linee di acquisizione, con trasduttori ed eccitatori di vario tipo, e dispone inoltre di mezzi moderni ed efficienti per l’analisi dei dati sperimentali.  La struttura dispone inoltre di mezzi e competenze per effettuare l’analisi modale sperimentale di sistemi meccanici. Mediante tali tecniche possono essere stimate le frequenze, le forme modali e gli smorzamenti dei modi propri di vibrare.
La struttura dispone di sistemi avanzati di acquisizione, sensorizzazione ed eccitazione:
Sistemi completi di acquisizione ADC, con filtri e processamento segnale HD:
-Sistema di acquisizione VXI Agilent, 16 canali.
-Sistema di acquisizione LMS-Scadas III-DIFA, 20 canali.
-Sistema di acquisizione PXI National, 8 canali.
-Sistema di acquisizione LMS-Scadas portatile, 8 canali.
Tavole vibranti elettrodinamiche di grandi, medie e piccole dimensioni , con hardware dedicato:
-Tavola vibrante LDS-Ling
-Tavola vibrante per analisi modale Tira-Vib
-Tavola vibrante per analisi modale VTS
-Tavola vibrante per analisi modale Tira-Vib MBIS
Software per analisi del segnale, identificazione parametrica, analisi modale:
- Software I-deas-MTS test/FEM
- Software LMS test
- Software Labview
Trasduttori e strumentazione per rilevo vibrazioni:
- Circa 80 accelerometri piezoelettrici e a condensatore, mono e triassiali;
- Vibrometro laser doppler differenziale a fibre ottiche;
- Trasduttori di pressione ICP, Kistler e PCB.
- Trasduttori di forza ICP, Endevco, B&K e PCB, mono e triassiali.
- Trasduttori di prossimita`.
- Martelli strumentati B&K e PCB.
- Sistema misura vib. mano-braccio B&K.
- Trasduttori di emissione acustica B&K.
- Fonometro B&K.
- Microfoni a condensatore e preamplificatori B& K.
- Sonda intensimetrica B&K.
- Amplificatori di carica monocanale e pluricanale B&K.
- Amplificatori e condizionatori trasduttori ICP PCB.
- Calibratori per acc., microfoni e sonde intens. B&K.
- 2 Oscilloscopi digitali 2+16 canali Agilent.

 

Modellazione e studio dinamico di meccanismi e strutture

Nella progettazione di sistemi meccanici e nella messa a punto di prototipi è spesso necessario disporre di modelli matematici che permettano di studiare l’influenza dei parametri costruttivi sulle prestazioni funzionali dei sistemi meccanici. La struttura dispone di esperienza e competenza nella modellazione a parametri concentrati di meccanismi e nella modellazione del continuo mediante tecniche numeriche, ad esempio mediante il metodo degli elementi finiti, modellazione spettrale, ed altre tecniche sviluppate ed implementate ad hoc dal personale della struttura.
Tali esperienze hanno riguardato diversi settori applicativi di interesse industriale, quali macchine automatiche, macchine utensili, motori e componenti di veicoli stradali, componenti oleoidraulici, vibrazioni trasmesse al corpo umano, prove di durata di componenti su tavole vibranti ad eccitazione controllata. Tecniche avanzate, quali il metodo dell’elemento finito utilizzante formulazioni non convenzionali, sono state adottate nell’ambito della modellazione ed ottimizzazione di componenti strutturali quali alberi rotanti, parti di macchine utensili, elementi in parete sottile a doppia curvatura, solidi a geometria prevalentemente sculturata, fenomeni dinamici di instabilitá e chatter nei processi tecnologici. Presso la struttura sono disponibili codici commerciali ed altri realizzati dai ricercatori della struttura per scopi specifici. Sono state inoltre sviluppate tecniche di assemblaggio di modelli teorici e sperimentali relativi a sottostrutture componenti di un sistema meccanico.

Servizi per le aziende/tipologia di prove:

a.    Misura di Vibrazioni, rumore e rilievo della potenza acustica associata ad un macchinario industriale
- stima della potenza acustica di un macchinario industriale mediante misure intensimetriche
- validazione sperimentale (updating) di modelli numerici ad Elementi Finiti
- rilievi dinamici di vibrazioni su componenti realizzati in materiali non convenzionali al fine di validare modelli costitutivi di materiale non convenzionale
- identificazione sperimentale di parametri di modelli meccanici e identificazione ottimale di modelli meccanici di strutture complesse (basamenti, accoppiamenti meccanici) mediante rilievi sperimentali di vibrazioni
- rilievo sperimentale del rumore emesso da macchinario industriale in diverse condizioni di utilizzazione

b.    Modellazione numerica avanzata
- modellazione ad Elementi Finiti (FEM) di strutture complesse
- modellazione non convenzionali di strutture complesse
- modellazione cinetodinamica di macchinario rotante e meccanismi
- modellazione ed ottimizzazione strutturale dinamica di macchine automatiche
- modellazione dinamica delle proprieta` meccaniche di materiali compositi e non convenzionali.
- Caratterizzazione delle proprieta` dissipative dei materiali (smorzamento) mediante modelli non convenzionali impieganti derivate di ordine non intero (calcolo frazionario)
- modellazione geometrica avanzata di superfici libere mediante formulazioni meshless
- modellazione avanzata di fenomeni critici (chatter) nelle lavorazioni di taglio (fresatura) a CN orientata alla ottimizzazione dei processi tecnologici

c.    Modellazione cinematica, dinamica e fluido-dinamica di sistemi complessi
- modellazione di pompe industriali volumetriche e centrifughe
- modellazione di rotismi
- modellazione di ventilatori, compressori, turbine
- modellazione avanzata di fenomeni transitori relativi a fluido non standard in condotte cedevoli

Contatti

Prof. Dario Croccolo

Direttore CIRI MAM

Viale Risorgimento, 2

40136 - Bologna