CORSI 2019

CORSI AVANZATI

DINAMICA DELLE LAVORAZIONI MECCANICHE: PREVISIONE ED ELIMINAZIONE DELLE VIBRAZIONI INDESIDERATE
6 – 10 maggio

Coordinatore:

• Gabor Stepan (Università Tecnologica ed Economica, Budapest, Ungheria)

La principale difficoltà nella progettazione delle macchine utensili per l’industria meccanica è la prevenzione del “chattering”. Col termine intraducibile di chattering si indicano le vibrazioni auto-rigenerative, ovvero associate all’accoppiamento tra l’utensile e la macchina (entrambi non perfettamente rigidi), che sorgono durante i processi di taglio ed asportazione di trucioli dai metalli ed hanno riflessi molto negativi sulla finitura delle superfici lavorate. Pertanto, è compito dei progettisti ottimizzare le macchine e scegliere opportunamente i parametri di funzionamento (velocità di avanzamento del pezzo, profondità e velocità di taglio) in modo da massimizzare la quantità di materiale asportato senza incorrere nel chattering. A tal fine è necessaria la messa a punto di modelli teorici di simulazione dinamica volti sia alla riduzione delle vibrazioni in una data macchina, sia all’identificazione delle condizioni di funzionamento ottimali della macchina stessa. Evidentemente, i risultati teorici devono essere successivamente validati dai risultati delle misure eseguite sul campo durante le lavorazioni industriali. Infatti il corso prevede, oltre alle lezioni teoriche, anche una tavola rotonda cui parteciperanno tecnici dell’industria, in modo da indirizzare le ricerche future verso le necessità pratiche della produzione.

MICROMECCANICA DELLE TENSIONI INTERNE NEI MATERIALI MULTIFASE
20 – 25 maggio

Coordinatore:

• Volfango Bertola (Istituto Federale per le Ricerche e Prove sui Materiali, Berlino e Università di Potsdam, Germania)

Il corso si propone di illustrare e spiegare gli aspetti sperimentali e teorici della moderna analisi delle tensioni nei materiali compositi multifase, siano essi compatti o porosi. L’interesse del corso deriva dal fatto che molti materiali innovativi sono multifase, e le difficoltà affrontate nel corso derivano dal fatto che i materiali multifase sono soggetti a tensioni interne, e conseguenti deformazioni, non solo al livello macro ma anche ai sottostanti livelli meso e micro.
Infatti, gli stati di tensione (causati dalle lavorazioni meccaniche, dai trattamenti termici, dalle condizioni operative e così via) si traducono in sollecitazioni (di tipo termico, meccanico o chimico) che dal livello macro passano ai livelli meso e micro, ovvero alle interfacce tra le differenti fasi costituenti. Questa osservazione vale, evidentemente, anche per i componenti realizzati con materiali multifase, specialmente quando vengono prodotti con tecnologie complesse come l’ Additive Manufacturing AM (descritto nel seguito). Per monitorare gli stati di tensione nei componenti si possono utilizzare tecniche di misura basate su metodi di diffrazione non distruttivi, e procedure di calcolo particolarmente adatte alle microscale. In questo modo è ormai possibile far luce sui meccanismi di ripartizione dei carichi tra le diverse fasi. (L’AM, in italiano produzione additiva o più semplicemente “Stampa 3D”, è il nome identificativo di tutta una serie di processi di fabbricazione nei quali il prodotto finito è ottenuto senza la necessità di fondere il materiale in stampi o di rimuoverlo da una forma grezza. Pertanto le lavorazioni aggiungono il materiale anziché sottrarlo come accade nella maggior parte dei casi tradizionali. I processi AM hanno potenziali enormi nei più vari campi di applicazione, dall’aerospaziale al biomedico, dal dentale all’oreficeria. Inoltre, essi consentono una grande libertà nell’ideazione del pezzo, estendendo indefinitamente la gamma di geometrie e complessità realizzabili, rimuovendo vincoli di progettazione e di lavorazione, in un’ottica di prototipazione rapida o di piccole serie).

MATERIALI GRANULARI COESIVI: DESCRIZIONE E PROPRIETÀ DI DEFLUSSO
27 – 31 maggio

Coordinatori:

• Blanche Dalloz e Maxime Noicolas (Università di Aix-Marsiglia, Marsiglia, Francia)
• Pierre Jop (CNRS, Centro Nazionale della Ricerca Scientifica e Gruppo Saint-Gobain, Aubervilliers, Francia)

Nonostante il loro comportamento non sia facilmente prevedibile, materiali granulari e polveri sono usati estesamente nell’industria per la realizzazione di numerosi prodotti. Il problema maggiore è rappresentato dal fatto che il deflusso delle polveri è fortemente influenzato dagli effetti coesivi. Nei casi peggiori il deflusso può addirittura fermarsi e ripartire solo con grande difficoltà. In armonia con tale constatazione, l’obiettivo principale del corso è l’illustrazione delle conoscenze sin qui acquisite, dai punti di vista sia accademico sia industriale, sugli effetti coesivi nei materiali granulari.
Il corso descrive il comportamento dei materiali granulari prendendo in considerazione tre scale differenti. Sulla scala delle particelle elementari il moto è governato dagli attriti tra particelle e pareti, e dagli attriti e gli effetti di coesione tra le particelle. In tale contesto, le origini della coesione (forze di Van der Walls, elettrostatiche e magnetiche, effetti capillari in presenza di umidità, legami chimici e influenza di microstrati polimerici eventualmente interposti) sono discusse in dettaglio. Su scale più grandi, che comprendono un gran numero di particelle, le analisi teoriche impiegano modelli di calcolo continui utilizzando le informazioni disponibili sulle proprietà fisico-chimiche. Tali informazioni sono generalmente acquisite in laboratorio, con strumenti come reometri, piani inclinati, tamburi rotanti, bilance dosatrici e così via. Infine, su scale industriali, il corso si occupa dei problemi che si incontrano nella gestione dei componenti di sistemi per le movimentazioni di grandi volumi di materiale. In particolare, vengono esaminati silos, nastri trasportatori e condotte per il trasporto pneumatico mostrando come la reologia (ovvero la conoscenza delle proprietà di scorrimento) delle polveri possa guidare i tecnici dell’industria.

CISM-ECCOMAS (European Community on Computational Mechanics in Applied Sciences) Scuola Estiva Internazionale su
STRUTTURE COERENTI NEI FLUSSI IN TRANSITORIO: METODI MATEMATICI E COMPUTAZIONALI
3 – 7 giugno

Coordinatore:

• George Haller (Politecnico Federale di Zurigo, Svizzera)

La turbolenza è, talvolta, descritta come l’ultimo dei problemi ancora non risolti nella fisica classica. Nonostante i progressi registrati negli ultimi anni, infatti, le soluzioni sono ancora limitate a casi stazionari e flussi omogenei mentre, in natura e nei processi tecnologici, i flussi tendono ad essere dipendenti dal tempo ed a condurre alla formazione spontanea di strutture coerenti come vortici e filamenti. In armonia con queste considerazioni, il corso vuole essere una introduzione alle tecniche analitiche e computazionali per l’analisi delle strutture nei flussi turbolenti in transitorio.
Le strutture coerenti nei flussi in transitorio sono studiate dai punti di vista classici:
- Euleriano che “fotografa” il campo di moto dall’esterno, e
- Lagrangiano che segue le particelle all’interno del campo di moto individuando le traiettorie persistenti.
Le traiettorie così individuate possono essere ulteriormente analizzate dal punto di vista Euleriano al fine di ottenere “fotografie” delle zone del campo di moto dove le traiettorie stesse si sviluppano. Se, in questo modo, vengono individuate strutture coerenti, è possibile seguire ancora la loro evoluzione nel tempo mediante un serie di istantanee dei campi di moto.

PROCESSI ACCOPPIATI DI PROPAGAZIONE DELLE FRATTURE NEI GEOMATERIALI: DALLE FRATTURE IDRAULICHE AI TERREMOTI
10 – 14 giugno

Coordinatori:

• Harsa Bhat (Scuola Normale Superiore, Parigi, Francia)
• Brice Lecampion (CScuola Politecnica Federale di Losanna, Svizzera)

I meccanismi di propagazione delle fratture nei geomateriali non differiscono molto nei processi tecnologici e nei terremoti. In entrambi i casi, infatti, entrano in gioco deformazioni meccaniche: indotte da variazioni locali della pressione causate, a loro volta, da un fluido iniettato (nel caso delle fratture idrauliche), o indotte da dilatazioni locali associate agli aumenti di temperatura causati dagli attriti tra le superfici di scorrimento delle faglie (nel caso dei terremoti). In armonia con queste considerazioni, l’obiettivo del corso è la presentazione dello stato dell’arte raggiunto dai modelli meccanici delle fratture idrauliche e dei terremoti. Senza entrare in troppi dettagli, si può dire che i modelli cui ci si riferisce accoppiano la meccanica delle fratture con la teoria delle deformazioni termo-idro-meccaniche e, nel caso dei terremoti, tengono conto anche delle leggi d’attrito formulate per le superfici di faglia.
Nel corso saranno discusse prima le soluzioni analitiche e numeriche disponibili per i processi di frattura idraulica, ed i risultati ottenuti saranno confrontati con i risultati di esperimenti effettuati su scala ridotta in laboratorio e su scala reale in natura. Successivamente, nel contesto dei terremoti, si rivisiterà la teoria meccanica delle fratture con particolare riguardo alle fratture di Modo II e Modo III. (Le fratture di Modo I, corrispondenti al “distacco”, sono dovute a carico agente in direzione normale alla frattura mentre, nel caso dei terremoti, prevalgono le fratture di Modo II, corrispondenti allo “scorrimento”, e Modo III, corrispondenti alla “lacerazione”). Per tali fratture si presenteranno alcune soluzioni analitiche e numeriche ottenute applicando i modelli “a zona coesiva”. (Nei modelli a zona coesiva si assume che la resistenza aumenti progressivamente all’arrivo dell’apice di frattura, per poi stabilizzarsi in corrispondenza a un massimo e, infine, calare azzerandosi dopo la completa de-coesione). Oltre alla teoria saranno illustrati gli esperimenti di laboratorio che facilitano l’interpretazione fisica dei risultati teorici. I modelli saranno poi completati dalla discussione delle leggi di attrito utilizzate nella fisica dei terremoti e, in tale quadro, saranno discussi ulteriori esperimenti di laboratorio concernenti situazioni di rottura dinamica a taglio. Come passo finale si accennerà alle campagne geologiche che permettono di osservare in natura i fenomeni oggetto di studio.

MECCANOBIOLOGIA E TRIBOLOGIA DELLA PELLE - DALLA CARATTERIZZAZIONE SPERIMENTALE ALLA MODELLIZZAZIONE
24 – 28 giugno

Coordinatori:

• Georges Limbert (Università di Southampton, Regno Unito e Università di Città del Capo, Sud Africa)
• Marc Masen (Imperial College, Londra, Regno Unito)

(Per i non specialisti: la tribologia è la scienza che studia l’attrito, la lubrificazione e l’usura).
La pelle è la prima linea di difesa del nostro corpo dalle insidie ambientali e, come tale, agisce da interfaccia complessa e poli-funzionale verso l’esterno. Essa controlla, infatti, i molti tipi di scambio tra il corpo e l’ambiente che si possono presentare sotto forma di processi meccanici, termici, biologici, chimici ed elettromagnetici. A causa della complessità di tali processi, la meccanobiologia e la tribologia della pelle richiedono un approccio fortemente interdisciplinare. I ricercatori devono, infatti, avere conoscenze che comprendano fisica sperimentale, biologia delle pelle, meccanica dei continui, fisica della materia soffice, elaborazione multi-scala delle immagini, analisi dei dati raccolti e modellizzazione matematica.
Il corso, di conseguenza, vuole essere un’introduzione onnicomprensiva agli aspetti fondamentali della meccanobiologia e tribologia della pelle, ed alle tecniche utilizzate per la sua caratterizzazione sperimentale e la relativa modellizzazione matematica. Durante le lezioni non si mancherà di indicare anche i campi di ricerca attuali più promettenti per arrivare alla soluzione di problemi pratici rilevanti per le applicazioni industriali.

CISM – AIMETA (Associazione Italiana di Meccanica Teorica e Avanzata) – Scuola avanzata su
PARTICELLE DI FORMA IRREGOLARE NEI FLUSSI VISCOSI E TURBOLENTI
1 – 5 luglio

Coordinatori:

• Cristian Marchioli (Università di Udine)
• Gautier Verhille (Irphé-Umr: Unità Mista di Ricerca tra Istituto di Ricerca sui Fenomeni di Fuori Equilibrio e Università di Marsiglia, Marsiglia, Francia)

Situazioni dinamiche con fluidi vettori che trasportano particelle di forma irregolare si incontrano sia in natura, sia nelle applicazioni industriali. Gli esempi includono il trasporto in aria di pulviscolo atmosferico, e aerosoli, ed il trasporto in acqua, o liquidi, di sedimenti e sospensioni di fibre, nanotubi di carbonio, macromolecole, microorganismi natanti e biopolimeri. In tutte queste situazioni, le particelle hanno forme irregolari e dimensioni variabili dai nanometri (milionesimi di millimetro) ai centimetri, e le concentrazioni sono tali da condizionare le proprietà macroscopiche dei flussi. In aggiunta, il trasporto e l’interazione di particelle in flussi complessi (ad esempio perché turbolenti) sono governate da un gran numero di processi fisici che hanno luogo su diverse scale dimensionali e temporali. D’altra parte, il rapido aumento delle capacità di calcolo ha reso possibili le simulazioni tridimensionali in regime transitorio di flussi che trasportano particelle di forma irregolare, dando così origine a un nuovo settore di ricerca. Parallelamente si sono avuti progressi sostanziali anche nelle tecniche sperimentali di visualizzazione e misura dei flussi con particelle in sospensione.
Tutti questi nuovi sviluppi invitano a descrivere quanto fatto finora in un quadro unitario, e ad individuare i percorsi di ricerca più promettenti per il futuro. In quest’ottica, il corso presenta lo stato dell’arte nei settori della modellizzazione dinamica, della caratterizzazione sperimentale e della simulazione numerica di flussi laminari e turbolenti che trasportano particelle in sospensione.

CISM - IUTAM (Unione Internazionale di Meccanica Teorica ed Applicata) - 24sima Scuola Estiva su
BIOMECCANICA DELLE PIANTE
8 – 12 luglio

Coordinatori:

• Cristophe Eloy (Scuola Centrale di Marsiglia, Francia)
• Yoël Forterre (Università Aix-Marsiglia, Francia)

Le piante offrono alcuni dei più eleganti esempi di applicazione della Meccanica ai processi naturali. I venti che fanno stormire le foglie, causano onde nei campi di grano e disperdono i semi sono esempi molto noti dell’interazione di correnti fluide con le piante. La Meccanica gioca anche un ruolo centrale nella fisiologia delle piante. Le piante terrestri e gli alberi sono macchine idrauliche che estraggono l’acqua dal suolo e la sollevano fino alle foglie grazie a processi di osmosi ed evaporazione. Il motore della crescita e dei movimenti delle piante è una combinazione di sollecitazioni meccaniche alle pareti cellulari esterne e azioni della pressione all’interno. Tutte queste forze esterne ed interne sono percepite dalle piante e influenzano lo sviluppo e la morfogenesi delle piante stesse. La comprensione di tali processi è di importanza cruciale per una migliore gestione agricola e la previsione del comportamento delle piante in un’epoca di cambiamenti climatici.
L’obiettivo della Scuola è fornire un’introduzione alla Biomeccanica delle Piante su tutte le scale dimensionali, dai livelli della cellula e dei tessuti sino ai livelli della pianta intera e dell’ecosistema in cui la pianta è inserita. A causa della natura interdisciplinare del corso, le nozioni di biologia e matematica necessarie saranno fornite prima ad un livello elementare e, successivamente, approfondite fino a consentire la presentazione di alcuni argomenti di ricerca.

PROGRESSI NELL’ANALISI DEI FLUSSI MULTIFASE: DALLE MISURE AI MODELLI
15 – 19 luglio

Coordinatori:

• Filippo Coletti (Università del Minnesota, Minneapolis, USA)
• Remi Zamansky (Istituto di Meccanica dei Fluidi di Tolosa, Francia)

I flussi multifase, nei quali una fase dispersa interagisce con un fluido vettore, si incontrano molto frequentemente in natura e nell’industria. Ciò nonostante la descrizione della loro dinamica costituisce una sfida ancora aperta per ricercatori e ingegneri. Le difficoltà derivano dalla presenza delle interfacce tra le fasi continua e dispersa, dall’opacità risultante del mezzo e dall’ampio spettro di scale spaziali e temporali in gioco. Anche nell’ipotesi semplificativa di sospensioni diluite e di particelle puntiformi, gli effetti inerziali conducono a comportamenti non semplici da descrivere, specialmente nel caso di flussi turbolenti. Il passo successivo, in termini di difficoltà, è la descrizione di situazioni con sedimentazione gravitazionale e di fluidi che trasportano particelle raggruppate. Segue la descrizione di flussi multifase caratterizzati da livelli di concentrazione tali da generare situazioni di accoppiamento tra il fluido vettore e le particelle per quanto riguarda gli scambi di quantità di moto e di energia. Si accenna poi ai risultati ottenuti di recente per particelle trasportate di dimensioni finite e forma qualunque. In tale contesto i flussi a bolle costituiscono un caso a parte in quanto le bolle sono deformabili e, spesso, hanno dimensioni considerevoli. Vengono esplorati, infine, i più recenti sviluppi che riguardano le dispersioni attive, un argomento che si colloca ai confini tra la meccanica dei fluidi e la biologia.
Nonostante tutte le difficoltà nelle descrizioni dinamiche, gli sviluppi recenti intervenuti sia nelle tecniche di misura sia nelle capacità predittive promettono rapidi progressi delle conoscenze in un futuro prossimo. In questo quadro, nel corso vengono passate in rassegna le teorie attualmente più accettate per spiegare il comportamento dei flussi multifase, insieme con le più recenti strategie di misura e simulazione.

FORMAZIONE DI STRUTTURE NEI MATERIALI AVANZATI: ASPETTI ENERGETICI ED EVOLUTIVI
22 – 26 luglio

Coordinatori:

• Klaus Hacki (Università della Ruhr, Bochum, Germania)
• Dennis M. Kochmann (Politecnico Federale di Zurigo, Svizzera)

Nei decenni scorsi sono stati proposti numerosi nuovi materiali progettati per esigenze specifiche e, perciò, in grado di offrire soluzioni costruttive ottimali. Nella progettazione si è, quindi, passati dalla scelta del materiale esistente più adatto per una applicazione alla ricerca di un nuovo materiale “su misura” per quella applicazione. Tutto ciò non sarebbe stato possibile senza alcuni contributi teorici fondamentali nei settori della meccanica dei solidi e dei metodi di modellizzazione matematica (illustrati nel corso ma praticamente impossibili da spiegare in questa sede). Ai fini pratici si può dire che i nuovi contributi teorici consentono di prevedere la formazione e l’evoluzione nel tempo di micro e macrostrutture nei nuovi materiali (spesso ponendo la condizione che le strutture che si formano siano quelle che rendono minima l’energia potenziale interna complessiva). In questo modo è possibile prevedere il comportamento meccanico, la durata e il deterioramento dei nuovi materiali, che presentano proprietà meccaniche fortemente dipendenti dalle strutture interne in evoluzione. (Di quest’ultimo punto si occupa, in particolare, la parte di corso dedicata alla meccanica dei materiali nella quale si mostra come i risultati teorici conducano a teorie costitutive che, a loro volta, possono essere utilizzate al fine di prevedere il comportamento dei materiali).

FENOMENI DI TRASPORTO SULLE SUPERFICI STRUTTURATE: FONDAMENTI ED APPLICAZIONI
23 – 27 settembre

Coordinatori:

• Darren Crowdy (Imperial College, Londra)
• Mark Hodes (Università Tufts, Medford, Massachusetts, USA)

Negli ultimi venti anni, numerosi laboratori hanno utilizzato tecniche di nano e micro fabbricazione per produrre superfici con proprietà chimiche e strutturali che imitano il comportamento delle superfici super idrofobiche (SI) naturali. (La più nota delle superfici SI naturali è la foglia di loto che mostra eccezionali proprietà super idrofobiche).
Sulle superfici SI l’acqua si presenta sotto forma di goccioline che non penetrano all’interno delle micro cavità esistenti (stato di Cassie) mentre, sulle superfici che si bagnano, l’acqua può penetrare (stato di Wenzel che, talvolta è desiderato). I comportamenti delle gocce, sono condizionati dall’angolo di contatto e, quindi, dalla tensione superficiale sulle superfici che, a sua volta dipende dalle micro e nano strutture. Sulle superfici SI, le gocce non formano film, e tale comportamento ha, di per sé, notevole interesse pratico. Per convincersene basti pensare ad applicazioni quali l’ostacolo alla formazione di ghiaccio a bassa temperatura e il rotolamento delle gocce sulle superfici inclinate (con la conseguente possibilità di asportazione delle particelle contaminanti).
Il corso, tuttavia, si occupa anche di applicazioni più avanzate quali i fenomeni di trasporto di calore e quantità di moto che si hanno all’interfaccia tra una corrente fluida e una superficie SI. In tal caso i meccanismi sono più complessi e, in condizioni opportune, possono tradursi, ad esempio, in aumenti dei coefficienti di scambio durante l’ebollizione e la condensazione.

L’ARTE DELLA MODELLIZZAZIONE NELLA MECCANICA COMPUTAZIONALE DEI SOLIDI
7 – 11 ottobre

Coordinatori:

• Jörg Schröder (Università di Duisburg-Essen, Germania)
• Peter Wriggers (Università Leibniz di Hannover, Germania)

Il corso è, sostanzialmente, diviso nei capitoli illustrati nel seguito.
- Nella meccanica dei solidi la corretta modellizzazione è uno dei principali requisiti per descrivere e simulare le risposte dei sistemi soggetti a sollecitazioni complesse. Nel corso, i principali aspetti meccanici e matematici della modellizzazione sono discussi per primi, con riferimento ai solidi continui costituiti da un solo materiale.
- Viene poi affrontata la modellizzazione dei tessuti biologici soffici. In questo settore, alcune proprietà risultano direttamente misurabili, mentre altre (nel caso ad esempio di organismi viventi) possono solo essere indagate con riferimento a modelli. Appartengono a quest’ultima categoria i quesiti del tipo: “Quale potrà essere l’esito di questo intervento chirurgico?” Naturalmente, per arrivare a modelli affidabili, occorre identificare e stimare a priori le proprietà veramente importanti per ogni applicazione.
- Molte situazioni di interesse ingegneristico riguardano problemi accoppiati. Ben note sono le applicazioni riguardanti la termoelasticità (accoppiamento tra sollecitazioni meccaniche e variazioni di temperatura), la piezoelettricità (accoppiamento tra sollecitazioni meccaniche e generazione di correnti elettriche) e i sistemi multifase (accoppiamento, ad esempio, tra acqua e cristalli di ghiaccio in una miscela trattata come un solido poroso omogeneo). Nel corso, si mostra come i problemi sopracitati possano essere affrontati vantaggiosamente utilizzando modelli agli elementi finiti.
- Gli schemi di omogeneizzazione computazionale e la modellizzazione su più scale che li rende possibili, sono un aspetto chiave della progettazione virtuale dei materiali. Le applicazioni di questo tipo richiedono, infatti, la simulazione effettuata sulla scala delle microstrutture eterogenee tenendo, però, conto dell’accoppiamento con la scala macroscopica, che appare omogenea. Su questa premessa si basano le tecniche di micro fabbricazione che, negli ultimi anni, hanno condotto alla creazione di un gran numero di meta materiali con proprietà meccaniche “su misura” per gli impieghi previsti. (I meta materiali sono materiali compositi artificiali la cui struttura microscopica è progettata per conferire proprietà fisiche speciali, normalmente assenti nei singoli materiali costituenti, e non reperibili in alcun altro materiale “naturale”).
- Infine, nel corso si accenna alle applicazioni dell’Intelligenza Artificiale nella meccanica computazionale dei solidi. In tale contesto, sono forieri di importanti progressi futuri: l’apprendimento automatico (“machine learning”, ovvero computer che imparano ad eseguire compiti specifici senza essere programmati, grazie al riconoscimento automatico di relazioni tra i dati), l’apprendimento profondo (“deep learning” dove concetti di più alto livello sono ricavati automaticamente da quelli di livello più basso), e la semplificazione di grandi insiemi di dati, originariamente descritti come funzioni di un gran numero di variabili, mediante la drastica riduzione del numero di variabili senza perdere troppo in accuratezza locale (in inglese: “manifold learning”, dal latino “multi-pli-citas”, il nome della tecnica che consente di descrivere localmente geometrie complesse in termini di geometrie più semplici).

CORSI APT (ADDESTRAMENTO PROFESSIONALE AVANZATO) INTERNAZIONALI

DINAMICA DEL VEICOLO: FONDAMENTI E ULTIME TENDENZE
2 – 6 settembre

Coordinatore:

• Basilio Lenzo (Università di Sheffield Hallam, Sheffield, Regno Unito)

Obiettivo del corso è richiamare i fondamenti della dinamica del veicolo prima di passare all’illustrazione delle ultime tendenze nel campo della e guidabilità e della sicurezza.
- Il corso inizia dalle ipotesi classiche della dinamica dei veicoli con particolare riferimento alle applicazioni nel campo della tenuta di strada ed ai relativi comportamenti sotto e sovra sterzanti. Poiché le prestazioni e la guidabilità dipendono, essenzialmente, dalla compatibilità geometrica tra strada e ruote, viene posto l’accento anche sulla cinematica delle sospensioni e dello sterzo. Si passa poi all’esame del comportamento dei pneumatici a contatto col terreno, tenendo conto anche dell’influenza della temperatura.
- La seconda parte del corso, dedicata alla presentazione delle ultime tendenze, inizia dalla discussione di una innovazione abbastanza recente: il “torque vectoring - TV”, ovvero la ripartizione elettronica della coppia motrice tra i due assi (nel caso della trazione integrale) e, sul singolo asse, tra due ruote motrici. I benefici sono evidenti e riguardano principalmente il comportamento in situazioni meteorologiche avverse e durante le manovre d’emergenza: la gestione indipendente della coppia sulle varie ruote garantisce, infatti, l’invio della coppia stessa alle ruote che hanno maggior presa. Per funzionare correttamente il TV, e le altre tecnologie avanzate, come l’ABS (controllo elettronico della frenata) e l’ESC (controllo elettronico della stabilità), hanno bisogno della rilevazione automatica ripetuta più volte in un secondo di parametri come il coefficiente d’attrito pneumatico-strada e lo “slideslip angle” (angolo di deriva laterale) che non sono facili da ottenere. Di qui l’esame dei sensori da montare necessariamente sul veicolo.
- I miglioramenti nel controllo automatico, basati anche su segnali provenienti dal GPS e da sensori radar sempre più avanzati, hanno portato allo sviluppo di sistemi avanzati di guida assistita. Tali sistemi si basano sulla capacità, in continuo miglioramento nei veicoli moderni, di rappresentare l’ambiente esterno e la propria posizione nell’ambiente stesso. In questo modo il sistema automatico di controllo è in grado di prendere decisioni tempestive e opportune sulle azioni da intraprender per migliorare la sicurezza agendo, ad esempio, sul controllo della traiettoria e della frenata.