Ingegneria meccanica e materiali

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.

Il volume contiene illustrazioni relative all'argomento indicato dal titolo

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.

Questo testo è rivolto agli studenti dei corsi di ingegneria con l'intento di fornire i fondamenti della metallurgia, finalizzati alla conoscenza dei materiali metallici, per un loro corretto utilizzo. Vengono trattate nozioni di metallurgia fisica ed argomenti pratici finalizzati all'ingegneria. In particolare, i reticoli cristallini e i loro difetti, le trasformazioni solido liquido e i diagrammi di stato. Vengono presentate le principali proprietà meccaniche, i fattori che le influenzano e i trattamenti termici volti a conferire determinate proprietà ai metalli. Si affronta inoltre lo studio del comportamento dei materiali metallici in particolari condizioni operative (scorrimento viscoso, ossidazione a caldo, comportamento a frattura, fatica). Si analizzano le principali metodologie metallografiche finalizzate allo studio delle strutture dei metalli e loro leghe e vengono presentate sinteticamente le principali leghe metalliche di maggior utilizzo nel settore meccanico. In definitiva il testo si prefigge di dare una cultura di base della metallurgia all'Ingegnere Meccanico e a Ingegneri affini che potranno in seguito approfondire la materia su testi più specialistici.