fuzzy, algoritmi genetici, automi cellulari, TRIZ, ecc.);-Studi ergonomici e design...

DIEM

University of BolognaAlma Mater Studiorum – University of Bologna

Alma Mater Alma Mater Alma Mater Alma Mater Alma Mater Alma Mater Alma Mater Alma Mater StudiorumStudiorumStudiorumStudiorumStudiorumStudiorumStudiorumStudiorum –––––––– Università di BolognaUniversità di BolognaUniversità di BolognaUniversità di BolognaUniversità di BolognaUniversità di BolognaUniversità di BolognaUniversità di Bologna

1088 D.C.1088 D.C.1088 D.C.1088 D.C.1088 D.C.1088 D.C.1088 D.C.1088 D.C.

www.unibo.itwww.unibo.itwww.unibo.itwww.unibo.itwww.unibo.itwww.unibo.itwww.unibo.itwww.unibo.it

www.ing.unibo.itwww.ing.unibo.itwww.ing.unibo.itwww.ing.unibo.itwww.ing.unibo.itwww.ing.unibo.itwww.ing.unibo.itwww.ing.unibo.it

DIEM Dipartimento di Ingegneria

delle Costruzioni Meccaniche,

Nucleari, Aeronautiche e di Metallurgia

http://www.diem.unibo.it/

Dipartimento di Ingegneria

delle Costruzioni Meccaniche,

Nucleari, Aeronautiche e di Metallurgia

Professori di I fascia

Professori di II fascia

18

16

Ricercatori 24

Personale Tecnico e

Amministrativo25

Dottorandi 51

Assegnisti 51

Bioingegneria Industriale (ING-IND/34)

(Cesena)

- Biomeccanica delle protesi e delle ortesi;

- Sviluppo di applicazioni cliniche;

- Biomeccanica ortopedica;

- Robotica della riabilitazione;

- Biomeccanica dello sport.

Costruzioni e Strutture

Aerospaziali (ING-IND/04) (Forlì)

- Studio dei fenomeni aeroelastici;

- Progetto e determinazione dei carichi agenti;

-Analisi statica e dinamica;

- Studio dei fenomeni di impatto;

- Controllo strutture, riparazione, manutenzione;- Sviluppo dei materiali e studio delle problematiche

relative alla sicurezza.

Disegno e Metodi

dell’Ingegneria Industriale

(ING-IND/15)

- Metodologie di modellazione e analisi (CAD, CAE);

- Metodi di progettazione e ottimizzazione innovativi (teoria dell’indeter-

minazione o fuzzy, algoritmi genetici, automi cellulari, TRIZ, ecc.);

- Studi ergonomici e design industriale;

- Realtà virtuale (VR) e aumentata (AR).

Fisica dei Reattori Nucleari

(ING-IND/18)

- Simulazione numerica e progetto di sorgenti di plasma termico;

- Prove sperimentali e applicazioni tecnologiche di torce al plasma.

AMBIE�TE FLUE�T ©

Fluidodinamica (ING-IND/06) (Forlì)

- Procedure innovative per la modellazione teorico-numerica dei

flussi turbolenti;

-Applicazioni in campo aerodinamico;

- Prove sperimentali in galleria del vento.

Impianti e Sistemi aerospaziali

(ING-IND/05) (Forlì)

- Progettazione, realizzazione e prova di microsatelliti didattici a

scopo scientifico;

- Partecipazione a missioni scientifiche spaziali di esplorazione

del sistema solare.

1. Entry2. Aeroshell jettisoning & part ial deployment

of rotor (supersonic brake)

3. heatshieldjettisoning

4. Full deployment of rotor & autorotation

5. Manoeuvre towards landing s ite

6. Flare and landing

Impianti Industriali Meccanici

(ING-IND/17)

- Progettazione, realizzazione e gestione di impianti industriali,

meccanici e nucleari;

- Logistica degli impianti industriali.

- Studio delle problematiche termodinamiche, fluidodinamiche,

energetiche, ecologiche, tecnologiche ed ambientali delle

macchine a fluido (a livello del singolo componente o a livello

di sistemi e impianti).

Macchine a fluido

(ING-IND/08 – ING-IND/09)

- Meccanica delle vibrazioni;

- Teoria dei Meccanismi.

Meccanica Applicata alle Macchine

(ING-IND/13)

- Sviluppo di sistemi UAV (Unmanned Aerial Vehicle) per applicazioni

in ambito civile;

- Progetto preliminare, studio delle prestazioni, della stabilità del

controllo della traiettoria, delle problematiche di interfaccia uomo-

macchina.

Meccanica del Volo (ING-IND/03) (Forlì)

-Analisi strutturale teorica e numerica degli organi di macchine;

- Progettazione e verifica sperimentale di componenti di macchine;

- Meccanica della frattura, fatica oligociclica e a elevato numero di cicli;

-Analisi sperimentale delle tensioni.

Progettazione Meccanica e

Costruzione di Macchine (ING-IND/14)

- Caratterizzazione meccanica dei materiali e

trattamenti termici;

- Studio teorico, numerico e sperimentale delle

deformazioni plastiche dei materiali;

- Modellazione dei processi di lavorazione.

Tecnologia e Sistemi di Lavorazione

(ING-IND/16)

Forging Shearing TurbineBlades Hydroforming

Extrusion Thermal exchange Machining Riveting

DIEM


CIRI

DIEM


�ome Cognomequalifica

(PO/ PA/ RIC)Unità Operativa

Alessandro Ceruti RIC Meccanica e tecnologie applicate all'aeronautica

Elisabetta De Angelis RIC Fluidodinamica per Gallerie ex Caproni

Francesca De Crescenzio RIC Meccanica e tecnologie applicate all'aeronautica

Raffaella Di Sante RICFluidodinamica per Gallerie ex Caproni (100 h)

Meccanica e tecnologie applicate all'aeronautica (130 h)

Fabrizio Giulietti RIC Meccanica e tecnologie applicate all'aeronautica

Franco Persiani POFluidodinamica per Gallerie ex Caproni (50 h)


Alessandro Talamelli PA Fluidodinamica per Gallerie ex Caproni

Paolo Tortora PA Meccanica e tecnologie applicate all'aeronautica

Enrico Troiani RIC Meccanica e tecnologie applicate all'aeronautica

CIRI “Aeronautica” (14 persone del DIEM)

• "Fluidodinamica per Gallerie Ex Caproni“

• "Meccanica e tecnologie applicate all'aeronautica"

DIEM


CIRI “Aeronautica” (14 persone del DIEM)

• "Fluidodinamica per Gallerie Ex Caproni“

• "Meccanica e tecnologie applicate all'aeronautica"

�ome Cognome

qualifica

(PO/ PA/

RIC)

Unità Operativa

Lorenzo Donati RIC Meccanica e tecnologie applicate all'aeronautica

Davide Moro POFluidodinamica per Gallerie ex Caproni (75 h)


Luca Piancastelli PO Meccanica e tecnologie applicate all'aeronautica

Fabrizio Piergentili RIC Meccanica e tecnologie applicate all'aeronautica

Fabrizio Ponti PAFluidodinamica per Gallerie ex Caproni (75 h)


DIEM


Simulazione numerica diretta di turbolenza

• Fisica della turbolenza di parete

• Turbolenza in fluidi reologicamente complessi

Aeronautica"Fluidodinamica per

Gallerie Ex Caproni“

SETTORI

AERONAUTICA E

FLUIDODINAMICA

DIEM


1919

� Ricavato 60 m nel sottosuolo nelle

gallerie Ex Caproni

� Completa assenza di disturbi

esterni

� Condizioni ambientali stabili

� Completamento previsto per 2011

Aeronautica

DIEM


Laboratorio di Realtà Virtuale e Simulazione

• Simulazione di volo, di sistemi aeronautici e di

scenario

• Simulazioni per la valutazione di strategie per

l’insediamento di UAV nel traffico aereo civile

• Simulazioni per la valutazione di strategie “green”

nella gestione delle traiettorie di volo (velivoli

regionali, UAV)

"Meccanica e tecnologie

applicate all'aeronautica" Aeronautica

SETTORI

AERONAUTICA

E DISEGNO E

METODI I. I.

DIEM


Prototipazione Rapida

Ingegneria inversa

Laboratorio di Realtà Virtuale e Simulazione

"Meccanica e tecnologie

applicate all'aeronautica" Aeronautica

SETTORI

AERONAUTICA

E DISEGNO E

METODI I. I.

DIEM


• “Bioenergie”

CIRI “Energia e Ambiente”

(4 persone del DIEM)



Michele Bianchi PA Bioenergie

Marco Gentilini PA Bioenergie

Antonio Peretto PO Bioenergie

Cesare Saccani PO Bioenergie

DIEM


Risultati:

- individuazione dell’utenza più idonea per l’installazione;

- approvvigionamento e stoccaggio idrogeno;

- integrazione sistema cella-utenza;

- ottimizzazione dei flussi energetici;

- dimensionamento dei componenti ausiliari del sistema (pompe, compressori,

scambiatori).

Dati di targa del sistema fuel cell PEM

Potenza nominale stack kWe 6

Tensione DC V 40-80

Intensità di corrente max (DC) A 120

Consumo H2 a potenza max Nl/min 70

Grado purezza H2 in volume % 99.9995

Pressione alimentazione anodo bar 1.3

Pressione alimentazione catodo bar 1.2

Temperatura interna °C 65

Numero piatti - 80

Potenza in AC kWe 4.5

Tensione AC V 230

Massa kg 200

Oggetto: studio di fattibilità

di un impianto di micro-

cogenerazione con celle a

combustibile del tipo PEM

Strumenti: codici di calcolo

appositamente sviluppati per

lo studio e l’ottimizzazione dei

sistemi di produzione.

Esperienze Esperienze

acquisiteacquisite

Energia e Ambiente • “Bioenergie”

SETTORE MACCHINE

DIEM


Impianto sperimentale Sensore Grandezza misurata Sensore Grandezza misurata

S1 Portata in massa idrogeno S8 Corrente fuel cell in AC

S2 Portata in massa aria S9 Tensione stack in DC

S3 Portata in massa acqua S10 Corrente stack in DC

S4 Temperatura acqua S11 Tensione ausiliari in AC

S5 Tensione rete in AC S12 Corrente ausiliari in AC

S6 Corrente carichi in AC S13 Tensione batteria in DC

S7 Corrente accumulo in AC S14 Corrente batteria in DC

Sch

em

a siste

ma

di c

on

trollo

Schema sistema energetico banco prova

Carico

attivo

Carico

Reattivo

Batteria

Rete

Trasformatori di tensione a

rapporto variabile

(variac)

Nodo in AC

230V – 50 Hz

Inverter

fuel cell

Inverter

PV

Fuel cellEmulatore

fotovoltaico

Inverter

bidirezionale

S14

S13

S7 S8

S10

S9

S6S5

S1 S2 S3 S4

S12

S11

• “Bioenergie” Energia e Ambiente SETTORE MACCHINE

DIEM


Riduzione dell’impatto ambientale

negli ambienti di lavoro grazie al

confinamento di particolato solido:

sostituzione dei nastri trasportatori

nelle industrie ceramiche con un

impianto innovativo per il trasporto

pneumatico di atomizzato di

barbottina.

Sperimentazione volta alla

caratterizzazione dell’atomizzato di

barbottina rispetto ai parametri fluido-

dinamici e termo-igrometrici lungo il

trasporto per il controllo dell’integrità

del prodotto e della sua umidità.

• “Bioenergie”

Energia e

Ambiente

SETTORE IMPIANTI

DIEM


2626

Sperimentazione di un

prototipo di filtro anti-

particolato per caldaia e per

gassificatore a biomassa.

Ottimizzazione dell’integrazione

tra caldaia a biomassa e celle a

effetto Seebeck per la

conversione di energia termica in

elettrica. Sperimentazione di un

test lab per celle a effetto

Seebeck.

• “Bioenergie”Energia e

Ambiente

SETTORE

IMPIANTI

DIEM


CIRI "Meccanica Avanzata e Materiali"


• “Automazione robotica e meccatronica”

• “Materiali avanzati e applicazioni per la nautica”

• “Materiali avanzati per la progettazione e applicazioni

fotoniche”

• “Prototipazione virtuale e modellazione sperimentale

di sistemi meccanici”

DIEM




Gian Marco Bianchi PA Automazione, robotica e meccatronica

Gianni Caligiana PO Materiali avanzati e applicazioni per la nautica

Giampaolo Campana RIC Materiali avanzati per la progettazione e applicazioni fotoniche

Giuseppe Catania PA Prototipazione virtuale e modellazione sperimentale di sistemi meccanici

Giulio Cazzoli PA Automazione, robotica e meccatronica

Francesco Cesari PAMateriali avanzati e applicazioni per la nautica (115)

Materiali avanzati per la progettazione e applicazioni fotoniche (115)

Vittorio Colombo PO Materiali avanzati per la progettazione e applicazioni fotoniche

Dario Croccolo PA Materiali avanzati per la progettazione e applicazioni fotoniche

Sergio Curioni PO Materiali avanzati per la progettazione e applicazioni fotoniche

Lorenzo Donati RIC Prototipazione virtuale e modellazione sperimentale di sistemi meccanici

Mauro Gamberi RIC Materiali avanzati per la progettazione e applicazioni fotoniche

Emanuele Ghedini RIC Materiali avanzati per la progettazione e applicazioni fotoniche

Alfredo Liverani PA Materiali avanzati e applicazioni per la nautica

Alberto Maggiore PO Prototipazione virtuale e modellazione sperimentale di sistemi meccanici

Riccardo Manzini RIC Materiali avanzati per la progettazione e applicazioni fotoniche

Umberto Meneghetti PO Prototipazione virtuale e modellazione sperimentale di sistemi meccanici

Giangiacomo Minak RICMateriali avanzati e applicazioni per la nautica (50)



DIEM





Cristina Mora RIC Materiali avanzati per la progettazione e applicazioni fotoniche

Piero Morelli RIC Prototipazione virtuale e modellazione sperimentale di sistemi meccanici

Giovanni �aldi PA Prototipazione virtuale e modellazione sperimentale di sistemi meccanici

Giorgio Olmi RIC Materiali avanzati per la progettazione e applicazioni fotoniche

Arrigo Pareschi PO Materiali avanzati per la progettazione e applicazioni fotoniche

Piero Pelloni PO Automazione, robotica e meccatronica

Alberto Regattieri PA Materiali avanzati per la progettazione e applicazioni fotoniche

Alessandro Rivola PA Prototipazione virtuale e modellazione sperimentale di sistemi meccanici

Giovanni Tani PO Materiali avanzati per la progettazione e applicazioni fotoniche

Luca Tomesani PAMateriali avanzati per la progettazione e applicazioni fotoniche (230)

Prototipazione virtuale e modellazione sperimentale di sistemi meccanici (230)

Marco Troncossi RIC Prototipazione virtuale e modellazione sperimentale di sistemi meccanici

Alessandro Zanarini RIC Prototipazione virtuale e modellazione sperimentale di sistemi meccanici

Andrea Zucchelli RICAutomazione, robotica e meccatronica (125)


Sulla base

Vincenzo Dal Re PO Materiali avanzati per la progettazione e applicazioni fotoniche

Luca Piancastelli POPrototipazione virtuale e modellazione sperimentale di sistemi meccanici (115 h)

Materiali avanzati e applicazioni per la nautica (115 h)

DIEM



Progettazione della

ferzatura della vela

≠ Forma reale

Forma delle vele un problema di progetto e regolazione

Forma teorica

SETTORE

DISEGNO E

METODI

DIEM


Hardware & Softwareo Sistema ottico non invasivo

o Nessuna piattaforma hardware dedicata (normalmente dal costo rilevante)

o L’ambiente è una combinazione di software commerciale e aggiunte

proprietarie

o Possibilità di eseguire l’analisi in modo statico e dinamico

o Sulla vela sono stati disposti dei marcatori

o L’alternanza di bianco e nero nella corona circolare

del marcatore lo identificano univocamente


DIEM


Seconda Facoltà di Ingegneria, Dipartimento DIEM

SSD ING-IND/14 (Progettazione Meccanica e Costruzione di

Macchine)

Competenze:

• Fatica ad elevato numero di cicli

• Fatica oligociclica

• Meccanica sperimentale e dei materiali

• Progettazione con materiali a prestazioni incrementate

• Valutazioni diagnostiche con metodi non distruttivi (liquidi

penetranti, magnetoscopia, correnti parassite, emissioni

acustiche)

SETTORE

COSTRUZIONE

DI MACCHINE

• “Materiali avanzati per la progettazione e applicazioni fotoniche”


DIEM


Valutazione delle sollecitazioni

sull’anello rotante (53 rpm) di una

macchina cellofanatrice

50

90

130

170

210

43 43.5 44 44.5 45

Tempo [s]

Deformazione [micron/m]

1

2

3

4

Deformazione [µm/m]

12

34


SETTORE

COSTRUZIONE

DI MACCHINE

3434

Development and application of models, methods and tools for the design, management,control and optimization of production systems, both manufacturing and service systems.

In particular:

• logistics

• reliability and maintenance engineering

• supply chain management

• warehousing and storage systems (including order picking systems)

• logistic networks

• inventory management

• line balancing

• lean manufacturing

• visual interactive simulation (VIS)

• manufacturing and assembly systems

• cellular manufacturing

• industrial plants

• RFID and traceability equipments

• reverse logistics

• life cycle assessment LCA

• facility location & plant layout

• etc…

AREA

IMPIANTI


DIEM


AREA

IMPIANTI



Development, implementation and management of mechanical plants with technical and

economical design.

The systems included in this sector are:

• Piping systems

• Compressed air production, treatment and distribution plants

• Vapor Combined Heat and Power systems (CHPs)

• Heating, Ventilating and Air Conditioning (HVAC)

• Multiphase plant systems

• Water Vapor Boilers

• Gas Refrigerating systems

• Fire safety systems

• Renewable Energy systems:

� Photovoltaic Solar System

� Thermal solar system

� Cogenerating system

DIEM


DESIGNDESIGNDESIGNDESIGN----ORIENTEDORIENTEDORIENTEDORIENTED 3333----D MODELLING OF D MODELLING OF D MODELLING OF D MODELLING OF NANO POWDER SYNTHESISNANO POWDER SYNTHESISNANO POWDER SYNTHESISNANO POWDER SYNTHESIS

AREA FISICA

DEL REATTORE

NUCLEARE


DIEM


Metallic & ceramic

powder spheroidization,

purification, densification

WASTE GLASS

FROM FLUORESCENCE

LAMPS

Al2O3

EU PATE�T PE�DI�G


AREA FISICA

DEL REATTORE

NUCLEARE

DIEM


1. NANOSTRUCTURED SELF-REPAIRING VITREOUS ENAMEL COATINGThe addition of

proper

nanoparticles to

the material

preparation

enable the

introduction of

the self-repairing

mechanisms into

the coating

Increased performances

240% in strain

270% in stress

2. NANOSTRUCTURED AIR-LIKE HYDROPHOBIC SURFACES

Based on vitreous enamel coating

with

No stick effect to avoid the

surface contamination


SETTORE

COSTRUZIONE

DI MACCHINE

DIEM


Electrospinning technology for

2. NANOSTRUCTURED POLYMERIC MEDICAL DEVICES

1. NANOSTRUCTURED POLYMERIC COMPOSITE MATERIAL

www.rge.unibo.it

FIBERS-POLYMERIC MATRIX INTERACTION

To enhance the composite delamination strength and activate the self-

repairing mechanism

NANOSTRUCTURED SCAFFOLDS for in-situ tissue regeneration

SCAFFOLD CELLS GROWTH ON SCAFFOLD


SETTORE

COSTRUZIONE

DI MACCHINE

DIEM


Simulazione dei processi tecnologici:

- colata in sabbia, in conchiglia, pressocolata, ecc.

- deformazioni plastiche: estrusione, stampaggio, ecc.

- trattamenti termici: tempra, ecc.

Previsione delle

microstrutture finali

Previsione dei difetti

Previsione delle

caratteristiche meccanichePrevisione della vita a fatica

Mappa dei coefficienti di

sicurezza

ALLEGGERIMENTO dei PRODOTTI

INCREMENTO delle PRESTAZIONI


• “Prototipazione virtuale e modellazione sperimentale di sistemi meccanici”

SETTORE

TECNOLOGIA

DIEM


Ottimizzazione dei processi, degli utensili e delle macchine

operatrici:- Incremento delle velocità di produzione

- progettazione a fatica di utensili gravemente sollecitati.

- progettazione e analisi modale di macchine di macchine utensili

ad alta velocità.

Verifica di una

matrice per

estrusione

Analisi dinamica

di una macchina

utensile



SETTORE

TECNOLOGIA

DIEM


Studio di meccanismi piani e spaziali per:

� macchine automatiche

� macchine utensili

� robotica industriale e di servizio

Modellazione elastodinamica

(per lo studio vibratorio) di organi di macchina, meccanismi e strutture, nel:

� campo automazione

� settore automotive


SETTORE

MECCANICA

APPLICATA

DIEM


Rilievo e analisi sperimentale delle

vibrazioni per la diagnostica di

malfunzionamenti nelle macchine

Analisi modale

sperimentale

e operativa

Attrezzature

� Trasduttori di vibrazione

� Vibrometri laser differenziali

� Sistemi di acquisizione dati

� Software per modellazione FEM, Multibody e sperimentale

� Tavola vibrante


SETTORE MECCANICA APPLICATA

DIEM


Il modello multi-body

Parametrizzazione elastica e cinematica dei

componenti delle sospensioni

Corpi rigidi vincolati tra loro

Modello semplificato di motore e trasmissione

Modello delle azioni aerodinamiche

Modello semi-empirico delle forze dei

pneumatici

Soluzione numerica: approccio quasi-statico

( ), , , ,en br st

f m t m t m t= ( ) ( ) ( ), q q q r&& &

Data una traiettoria, vengono individuati i

centri curva e risolte le equazioni del moto in

queste condizioni di equilibrio stazionario:

Equazioni del moto:

( )0 , , ,0,c c c c

en stf m m= q q&

Sviluppo di un software per

simulare il comportamento

dinamico di motoveicoli

sportivi

Le equazioni del moto vengono integrate con i controlli che

minimizzano il tempo di percorrenza sulla traiettoria assegnata

• “Prototipazione virtuale e

modellazione sperimentale

di sistemi meccanici”

SETTORE

MECCANICA

APPLICATA

DIEM



(PO/ PA/RIC)Unità Operativa

Luca Cristofolini PA Tecnologie per la salute e la qualità della vita

Vincenzo Parenti Castelli PO Tecnologie per la salute e la qualità della vita

Marco Carricato RIC Tecnologie per la salute e la qualità della vita

• “Tecnologie per la salute e la qualità della vita”

CIRI "Scienze della Vita“


DIEM


http://www.ing.unibo.it/

Ingegneria/default.htm

http://www.diem.unibo.it/

DIEM/default.htm

Grazie dell’attenzione

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