Ingegneria meccanica e materiali

Il libro è una guida pratica e strutturata per aiutare i progettisti nelle attività di sviluppo prodotto mediante SolidWorks Motion, nello specifico di macchine industriali. Considerando che oggi l'impiego degli strumenti di simulazione è imprescindibile al fine di supportare l'innovazione e contenere i tempi di sviluppo prodotto, questo manuale ha come obiettivo quello di mostrare il metodo di lavoro e le best practice, prendendo a riferimento numerosi casi studio su cui eseguire delle attività in SolidWorks Motion volte al dimensionamento, alla verifica e validazione del progetto. Nella guida è dedicata particolare attenzione all'impostazione di un corretto flusso di lavoro, ovvero dalla preparazione del modello CAD sino alla lettura critica dei risultati ottenuti. Il libro è pensato per un utente che possiede già quelle conoscenze di base che gli consentono di muoversi all'interno dell'interfaccia di SolidWorks Motion ma non ha ancora le conoscenze necessarie al suo sfruttamento e di conseguenza manca quella sicurezza che gli consentirebbe di adottare SolidWorks Motion come strumento di verifica del proprio lavoro. I contenuti testuali della guida sono fruibili con tutte le versioni del software a partire dalla 2011 di Solidworks. I modelli CAD delle esercitazioni a disposizione per il download sul sito relativo sono utilizzabili a partire dalla versione 2014.

La materia è intelligente. Solitamente pensiamo i materiali che ci circondano come semplici strumenti, passivi e incapaci di interagire con l'ambiente in modo complesso, ma a ben guardare non è affatto così. Numerosi materiali sono in grado di adattarsi agli stimoli che ricevono, di assemblarsi e ripararsi in autonomia e, in alcuni casi, di conservare una memoria del proprio passato. L'intelligenza di questi materiali è, naturalmente, tutt'altra cosa rispetto all'intelligenza umana: se la nostra concezione convenzionale di "intelligenza" è essenzialmente basata su sistemi centralizzati di controllo come il cervello, un materiale possiede un'intelligenza diffusa in tutte le parti che lo compongono. È evidente che questa consapevolezza può cambiare profondamente l'approccio che abbiamo alla scienza e alla tecnologia, e forse anche alla vita stessa. Davanti alle sfide tecnologiche e sociali che ci aspettano, la capacità di ripensare i materiali come una parte attiva della nostra vita e della nostra cultura, sfruttando la loro capacità di interagire in modo intelligente con il proprio ambiente, potrebbe essere la chiave per il futuro della nostra specie.

"Apprendista saldatore" è un manuale pratico di facile comprensione, scritto e pensato per gli apprendisti che operano nelle varie officine. In esso sono descritti tutti i tipi di saldatura, iniziando da quelli più classici e conosciuti come la fiamma ossiacetilenica e l'elettrodo, a quelli meno usati e quindi meno adoperati come la saldatura a laser o quella al plasma. Inoltre sono menzionati i vari difetti introdotti nelle varie tecniche pratiche di lavorazione. Vengono altresì descritti cenni basilari di Metrologia d'officina e di elettrotecnica, utili per l'apprendista saldatore per completare la propria formazione professionale. Si chiude con un accenno alle Norme di sicurezza sui luoghi di lavoro, con particolare attenzione alla cartellonistica/segnaletica e con il glossario tecnico di metallurgia, siderurgia e saldatura. Oltre all'apprendista saldatore, il manuale può essere utilizzato come consultazione didattica dagli hobbisti fai da te e dai cultori amanti della materia.

Questo primo volume è stato redatto per coprire gli argomenti svolti nel primo (laurea triennale) e secondo (laurea magistrale) corso di macchine, entrambi inseriti nei curricula degli allievi dei corsi di laurea in Ingegneria meccanica, energetica, chimica, elettrica e biomedica della Facoltà di Ingegneria.

Ogni trattazione didattica solleva dei dubbi circa l'opportunità di scriverla e pubblicarla, visto che in genere ce ne sono molte all'incirca sugli stessi argomenti che la precedono, e se ne produce qualcuna ad ogni passaggio di generazione di docenti e studenti. A questi dubbi si può dare una risposta immediata e definitiva: i libri didattici - pur nella costanza di molte delle nozioni che essi trasmettono, delle descrizioni che forniscono, delle proprietà degli oggetti che essi trattano - invecchiano, come ogni altra cosa al mondo, nella prospettiva, nel taglio, nella logica, nella scelta degli argomenti da trattare e del tono e del dettaglio in cui vanno esposti, che devono dipendere dal momento storico, dagli obiettivi e dalle necessità della società e dei lavori in cui gli studenti dovranno inserirsi. Non c'è quindi nulla di più naturale che a nuove generazioni di studenti e docenti corrispondano nuove generazioni di libri didattici. Per questo è sembrato del tutto naturale produrre un libro che consentisse uno studio agevole e, secondo le inclinazioni e le necessità personali, un approfondimento sufficiente ad acquisire una migliore comprensione degli argomenti svolti in un corso di Meccanica Razionale mirato alle applicazioni. Il libro è rivolto essenzialmente agli studenti di Ingegneria, ma se ne potranno giovare anche gli studenti dei corsi di laurea in Matematica e Fisica.

Le macchine a fluido rivestono un ruolo fondamentale nella nostra società, sempre alla ricerca delle tecniche più convenienti per produrre energia meccanica ed elettrica in modo efficiente e pulito. Le troviamo impiegate nelle più svariate applicazioni: produzione di potenza, processi industriali, trazione terrestre, propulsione navale e aeronautica. Il settore delle macchine a fluido in generale rappresenta un ambito molto importante dell'ingegneria, dal punto di vista della progettazione e dell'utilizzo in campo industriale e civile. Questo volume nasce dall'esperienza decennale degli autori nel settore dell'ingegneria industriale. Gli argomenti trattati nel testo lo rendono uno strumento di studio nell'ambito dei corsi di «Macchine» e «Macchine e sistemi energetici». Dopo un'ampia introduzione alle macchine e l'illustrazione dei principi fondamentali, vengono discusse in dettaglio le caratteristiche e le prestazioni delle più diffuse macchine operatrici e motrici, a fluido incomprimibile e termiche: le pompe e le turbine idrauliche, i compressori e le turbine a vapore, le turbine a gas e i motori a combustione interna. Inoltre vengono trattati i principali cicli per la produzione di potenza: il ciclo Rankine a vapore, il ciclo a gas Joule-Brayton e i cicli Otto e Diesel, considerando anche i cicli per applicazioni aeronautiche e combinati, nonché i sistemi per la cogenerazione di calore e lavoro.

Questo testo raccoglie il materiale didattico relativo al modulo di Meccanica Applicata per gli Ingegneri Gestionali dell'Università di Firenze. Scopo del testo è quello di rendere fruibili i contenuti di un tradizionale corso di Meccanica Applicata a studenti di varia estrazione con un curriculum multidisciplinare. Gli argomenti trattati sono organizzati in tre parti: 1) Una prima sezione introduce alcuni concetti fondamentali di cinematica, statica e dinamica in cui si è voluto preservare un approccio ampiamente collaudato. 2) Nella seconda parte relativa alle trasmissioni meccaniche, sono introdotti aggiornamenti per quanto riguarda l'uso di rotismi combinatori ed altre tipologie di riduttori utilizzati in meccatronica . 3) Nella Terza parte, sono introdotti alcuni esempi di dinamica di carattere generale (vibrazioni di un sistema ad un grado di libertà, tecnica delle masse di sostituzione, grado di irregolarità di una macchina) con riferimento ad applicazioni note come, ad esempio, il bilanciamento di macchine alternative. Il testo è corredato da esercizi e brevi esempi per aiutare il lettore nella verifica della effettiva comprensione della materia.

Questo testo costituisce una sintesi dei contenuti che dovrebbero essere affrontati in un corso di introduzione alle lavorazioni meccaniche su macchine utensili tradizionali o a controllo numerico. Sia per la macchina utensile tradizionale, sia per la macchina utensile CNC, nella realizzazione dei particolari meccanici, è necessario interpretare in modo corretto il documento primario che li rappresenta: il disegno. Solamente una appropriata comprensione del disegno permette all'operatore di realizzare il componente meccanico secondo le specifiche volute. La corretta lettura di un disegno tecnico, oltre a richiedere una competenza specifica, presuppone la conoscenza di elementi di tecnologia dei materiali e di precise regole normative, che nel tempo possono anche cambiare. Nelle aziende meccaniche di oggi, fortemente orientate al cliente, la costante ricerca di elevata qualità e produttività, si attua sempre più attraverso sistemi CAD/CAM e sistemi CIM, ma accanto a queste competenze avanzate, rimane importantissimo saper leggere e interpretare in modo rapido e preciso il disegno bidimensionale, e i suoi riferimenti a materiali e trattamenti. Il testo è complementare al libro "Macchine Utensili CNC - Tecnologia, programmazione e controllo di processo", pubblicato dagli autori sempre per Sandit Libri.

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.

Ogni trattazione didattica solleva dei dubbi circa l'opportunità di scriverla e pubblicarla, visto che in genere ce ne sono molte all'incirca sugli stessi argomenti che la precedono, e se ne produce qualcuna ad ogni passaggio di generazione di docenti e studenti. A questi dubbi si può dare una risposta immediata e definitiva: i libri didattici - pur nella costanza di molte delle nozioni che essi trasmettono, delle descrizioni che forniscono, delle proprietà degli oggetti che essi trattano - invecchiano, come ogni altra cosa al mondo, nella prospettiva, nel taglio, nella logica, nella scelta degli argomenti da trattare e del tono e del dettaglio in cui vanno esposti, che devono dipendere dal momento storico, dagli obiettivi e dalle necessità della società e dei lavori in cui gli studenti dovranno inserirsi. Non c'è quindi nulla di più naturale che a nuove generazioni di studenti e docenti corrispondano nuove generazioni di libri didattici. Per questo è sembrato del tutto naturale produrre un libro che consentisse uno studio agevole e, secondo le inclinazioni e le necessità personali, un approfondimento sufficiente ad acquisire una migliore comprensione degli argomenti svolti in un corso di Meccanica Razionale mirato alle applicazioni. Questo ne è il primo modulo rivolto a un'esposizione che fosse sufficientemente contenuta e sintetica, e nello stesso tempo abbastanza dettagliata ed efficace, degli strumenti matematici fondamentali per un corretto e perspicuo uso del linguaggio matematico nella descrizione dei fenomeni meccanici e nella formulazione e soluzione dei relativi problemi. Il libro è rivolto essenzialmente agli studenti di Ingegneria, ma se ne potranno giovare anche gli studenti dei corsi di laurea in Matematica e Fisica.

L'acciaio è «indomito», la carta «fidata», il cioccolato naturalmente è «delizioso», la plastica «immaginifica» e la grafite è semplicemente «indistruttibile». Poi c'è la schiuma («meravigliosa»), il vetro (ovviamente «invisibile»), la porcellana («raffinata»), e certo non può mancare il comune, onnipresente, «fondamentale» cemento. Sono le sostanze di cui è fatto il nostro mondo. Basta gettare l'occhio intorno a noi e ne vediamo a centinaia, eppure sappiamo così poco di loro. Invece, quando Mark Miodownik si guarda intorno vede ben più in là delle apparenze superficiali delle cose ed è capace di raccontarci per ognuno di questi materiali una quantità incredibile di storie affascinanti, da restare a bocca aperta per lo stupore. Ogni sostanza diventa un mondo. In questo libro compaiono cose antichissime come il ferro accanto a sostanze futuristiche come i biomateriali o l'aerogel, tutte presentate nella loro caleidoscopica varietà di forme e di funzioni, colori e proprietà, ognuna con un suo messaggio nascosto e un'avvincente storia da narrare. I materiali hanno contribuito a rivoluzionare il nostro stile di vita, fanno parte del nostro mondo e senza di loro non saremmo ciò che siamo. Il mondo materiale non è una semplice ostentazione della nostra tecnologia e della nostra cultura: è parte di noi. L'abbiamo inventato, l'abbiamo costruito, e lui in cambio fa di noi ciò che siamo.

L'integrazione meccatronica tra le diverse tecnologie dell'automazione ha richiesto una nuova edizione di questo manuale con una impostazione sistemistica, che rende il volume non solo dedicato alla pneumatica, ma aperto all'automazione in generale. Sono quindi considerati anche i principali azionamenti elettrici, sensori e controlli elettronici presenti nell'automazione. La trattazione è sviluppata in modo progressivo. Partendo dai principi fisici e dalla strumentazione, viene affrontato il tema del controllo del movimento e della forza, sono analizzati i componenti usati nell'automazione, le tecniche digitali e proporzionali, l'organizzazione dei sistemi fino alle problematiche di Industria 4.0, la generazione e la distribuzione dell'aria compressa, giungendo infine a una serie di esempi di applicazioni industriali. Un'adeguata attenzione è data agli aspetti ecologici, energetici e di sicurezza. Le parti di calcolo e di approfondimento, tipiche del progettista e del lettore più curioso, sono raccolte in modo da permetterne un facile uso. Un accurato indice analitico permette di raggiungere velocemente l'argomento di interesse. Il riferimento alle normative, l'ampio uso di schemi e tabelle, la presenza di foto di componenti e di applicazioni consentono di acquisire una conoscenza pratica della pneumatica e in generale dell'automazione.