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MaDe – Progettazione, Simulazione, Sperimentazione e Macchine

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Il gruppo di Progettazione, Simulazione e Sperimentazione di Macchine denominato MaDe, dall’acronimo inglese di Machine Design, nasce per unire, in un’azione sinergica, tutte le competenze dipartimentali su tematiche trasversali inerenti le macchine; dalla progettazione strutturale alle performance termomeccaniche e ambientali. Le principali aree di interesse scientifico sono:

MATERIAL SELECTION AND MACHINE CHARACTERIZATION

In base alle condizioni di lavoro è importante individuare un materiale che garantisca il corretto funzionamento della macchina e ne migliori le performance. Sempre più spesso, per la scelta del materiale, diventa determinante valutare l’efficientamento insieme alla sostenibilità del progetto in una logica di Life Cycle Assessment ed Economia Circolare. MaDe group adotta procedure di Fitness-for-Service ed è in grado di realizzare prove standardizzate e non standardizzate per verifiche di resistenza di materiali e integrità strutturale di componenti di macchina.

NUMERICAL ANALYSIS

Il gruppo ha le competenze per progettare in ambiente virtuale e prevedere la risposta strutturale statica e dinamica di componenti di macchina utilizzando i principali software commerciali agli elementi finiti. In tale ambito il gruppo sviluppa modellistiche per analisi a fatica, a creep, del danno, frattura e instabilità delle strutture realizzate anche con materiali ingegnerizzati, (compositi, polimeri, strutture cellulari e giunzioni).

ENVIROMENTAL PERFORMANCE AND OPTIMIZATION OF MACHINE

Il gruppo utilizza metodi di ottimizzazione volti a migliorare le performance ambientali e strutturali dei prodotti. I componenti di macchine sono progettati per mantenere il loro valore aggiunto il più a lungo possibile e ridurre al minimo i rifiuti a fine vita. Vengono studiate e valutate le prestazioni energetiche e l’impatto ambientale delle macchine e dei sistemi energetici sia per la produzione di energia che per la propulsione (terrestre, marina ed aeronautica).

Campagna sperimentale a fatica su AlSi10Mg stampato con tecnologia SLM
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Progettazione virtuale e analisi numerica di un riduttore di velocità
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Schema di un sistema di propulsione ibrido di un aereo

Laboratori presenti:

MaDe si avvale di un laboratorio di estensimetria per misure di deformazione sia a breve che a lungo termine di componenti meccanici in esercizio. In aggiunta, il laboratorio dispone di attrezzature per la valutazione sperimentale dello stato deformativo full field tramite tecnica Digital Image Correlation (DIC) e della risposta in frequenza di strutture meccaniche.

Il gruppo inoltre opera in stretta collaborazione nel Laboratorio di Meccanica dei Materiali e delle Strutture (LMMS) del Dipartimento di Ingegneria Industriale per la caratterizzazione statica e a fatica di materiali e strutture.

Il gruppo collabora anche con i colleghi di Macchine e Sistemi Energetici del Dipartimento di Ingegneria Industriale, in particolare sullo studio di sistemi propulsivi avanzati mediante attività sperimentali presso la sala prova “Sistemi di propulsione ibridi”.

Esempio di Digital Image Correlation
Esempio di struttura monitorata con estensimetri
Prove di qualifica di un sedile con accelerometri

Pubblicazioni più rilevanti:

Principali progetti di ricerca finanziati:

  1. Partecipazione (2020-2021) al Progetto nazionale PON ARS01_00758 AMICO “Additive Manufacturing e automazione processo per materiali Ibridi e Compositi”.

  2. Partecipazione (2021-2024) al Progetto nazionale PON FIMSPAI “Fabbrica Intelligente per il Miglioramento della Sicurezza e delle Prestazioni dell’Auto mediante tecnologie di Assemblaggio e materiali Innovativi”.

  3. Partecipazione al progetto Progetto PON Avviso n. 713/Ric. del 29/10/2010 – Titolo III. Progetto SMART GENERATION – PON03PE_000157_1 – CUP E94G14000200005 -Resp. Scientifico OR4 “Green Tchnology: produzione e distribuzione di biometano liquido” prof. Massimo Cardone (2014-2017)

Partnership:

  1. Pontillo Officine meccaniche S.r.l
  2. Officine di Matteo S.r.l.
  3. Seamthesis S.r.l.

Settore/i ERC (European Research Cuncil):

  1. PE – Physical Sciences and Engineering

Parole chiave:

FEM
Structural optimization
Environmental impact
Structural integrity
Efficiency

Docenti e ricercatori:

Luca Esposito

Enrico Armentani

Michele Perrella

Massimo Cardone

Assegnisti di Ricerca e Dottorandi:

  1. Matteo Bruno (Dottorando)

Altri componenti:

Paolo Mazza– Tecnico Specializzato
Alcide Bertocco – Tecnologo INFN

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