Dinamica di Sistemi Aerospaziali

Synthetic program:

il corso di dinamica dei sistemi aerospaziali si propone di fornire la capacità di modellare la realtà attraverso una sua idealizzazione in modelli fisici, da rappresentare ed analizzare in forma di modelli matematici, per trasporre infine il risultato nella soluzione approssimata dei corrispondenti problemi reali. Il corso poggia sulle basi di cinematica e meccanica analitica fornite da meccanica razionale, unite ai concetti di base di modellazione degli azionamenti idraulici ed elettrici forniti dai corsi di impianti aerospaziali ed elettrotecnica, ai quali applica le nozioni di controllo fornite dal corso di fondamenti di automazione. Vengono presentati i fenomeni legati all'interazione tra gli elementi di macchina, quali l'attrito, il rotolamento, la lubrificazione, e l'approccio energetico alla descrizione delle macchine ad un grado di libertà. L'azionamento dei sistemi accoppiati viene studiato dal punto di vista del suo controllo. A seguito dell'introduzione del concetto di passaggio dal continuo al discreto, la dinamica dei sistemi viene quindi studiata dal punto di vista delle vibrazioni attorno ad una configurazione stazionaria, sia per lo studio della stabilità che della risposta a forzanti periodiche, sia per i sistemi ad un grado di libertà, liberi e forzati, smorzati e non, che per i sistemi a più gradi di libertà. Questi ultimi consentono l'introduzione dei concetti di frequenze e modi propri di vibrare. Il corso è completato da cenni allo studio della stabilità e della risposta di sistemi immersi in campi di forza non conservativi, con applicazioni all'aeroelasticità dei velivoli.

1. Introduzione alla modellazione: concetto di modellazione, obiettivi e tecniche di analisi. Richiami di cinematica e dinamica dei sistemi di corpi rigidi e applicazioni. Principio di D’Alembert. Dipendenza delle forze dal tempo e dalla configurazione. Azioni interne in sistemi meccanici. Moto in grande e moto perturbato, linearizzazione. Richiami di dinamica analitica. Equazioni di Lagrange di I e II tipo. Principio dei lavori virtuali.

2. Azioni mutue tra elementi di macchine: modelli di attrito e sistemi di equazioni ibride; resistenza al rotolamento.

3. Dinamica della macchina a un grado di libertà: moto vario e stazionario. Bilanci di potenza e rendimento delle trasmissioni, con applicazioni.

4. Tecniche di azionamento e controllo: tecniche di azionamento integrate nelle equazioni della dinamica; applicazioni elettromeccaniche (motore c.c.) e idrauliche (attuatore, servovalvola) a sistemi multidisciplinari controllati (controllo in spostamento del pistone, controllo in velocità del motore in c.c.).

5. Sistemi vibranti: dal continuo al discreto. Sistemi ad un grado di libertà (moto libero, forzato, smorzato e non; identificazione dei parametri). Sistemi vibranti a più gradi di libertà (moto libero, forzato, smorzato e non; approccio modale), assorbimento delle vibrazioni. Studio di stabilità, risposta e controllo di sistemi multidisciplinari soggetti a campi di forze non conservative (divergenza torsionale, flutter).