ll gruppo di docenti della Sezione di “Costruzione di Macchine e Veicoli” afferisce al settore scientifico disciplinare “Progettazione Meccanica e Costruzione di Macchine” ING-IND/14.
In tale contesto le competenze del gruppo riguardano le metodologie avanzate di progettazione e di verifica degli elementi delle macchine, dei componenti strutturali e dei sistemi meccanici con applicazione su differenti piattaforme (trasporti, aeronautica, energia, difesa, salute).
Le attività di ricerca sviluppate dai componenti del gruppo, attraverso collaborazioni con aziende nazionali e straniere, si indirizzano a:

• approcci computazionali e sperimentali mirati alla determinazione dello stato di sforzo/deformazione dei componenti;
• metodologie avanzate per l’integrità strutturale sulla base della modellazione del comportamento meccanico in esercizio (fatica, usura, creep, etc);
• tecnologie innovative per il monitoraggio strutturale e la prognostica;
• sperimentazione e ottimizzazione dei veicoli e dei loro componenti;
• progettazione con materiali innovativi e “green design”.

Le tematiche di ricerca si affiancano alla didattica attraverso la partecipazione degli studenti a laboratori sperimentali e progettuali, integrati nei corsi offerti dalla sezione, e a tesi sviluppate nell’ambito di collaborazioni con partner industriali e partecipazioni a programmi di ricerca collaborativi europei.

In particolare, le tematiche sviluppate permettono di definire approcci innovativi per la progettazione ottima di materiali, componenti e sistemi complessi basati sulla meccanica del continuo e sulla descrizione multi-fisica dei fenomeni. Tali approcci si basano sulla concezione integrata di prodotto e processo (in ottica Industria 4.0) con virtualizzazione supportata da sperimentazione specifica. Le applicazioni riguardano i veicoli (lightweight construction, integrazione di sistemi attivi e passivi) e, più in generale, i sistemi meccanici, di produzione di energia e di trasporto. Il gruppo di ricerca è inoltre attivo nella ricerca e sviluppo di nuovi materiali, ispirati ai materiali strutturali naturali, con l’obiettivo di ottenere proprietà meccaniche migliorate.

In riferimento alla valutazione del danneggiamento di componenti e strutture, il gruppo di ricerca ha sviluppato competenze nella valutazione del danneggiamento in presenza di difetti, con metodologie low-cycle fatigue e high-cycle fatigue sfruttando anche analisi basate su digital image correlation. Si utilizzano inoltre tecniche di calcolo multi-scala per valutare il comportamento a fatica di componenti realizzati tramite additive manufacturing. È inoltre attivo un filone di ricerca sui metodi per la valutazione strutturale di situazioni estreme (impatto balistico, esplosioni, etc).

Riguardo al comportamento meccanico dei materiali, vengono svolti studi su materiali biologici o bio-ispirati, in particolare il materiale osseo per analizzare il fenomeno della fragilità dello stesso. È inoltre attivo un filone di ricerca sul tema dell’ingegneria della superficie; si valuta l’effetto di tecniche ad impatto e di rivestimento dinamico (cold spray) per indurre modifiche superficiali su materiali strutturali con applicazioni nel settore biomedico (miglioramento della biocompatibilità) e nel settore meccanico/aeronautico con particolare attenzione a manufatti ottenuti tramite processo di additive manufacturing.

Le attività di modellazione sono accompagnate da numerose attività sperimentali che includono lo sviluppo di metodologie innovative di prova per materiali, componenti e sistemi, il monitoraggio strutturale ottenuto mediante sensori integrati e metodi non distruttivi, lo sviluppo di metodologie di model based structural health monitoring. Attraverso questi metodi è possibile valutare la vita residua del componente tramite sensoristica diffusa e big data analytics.

La sezione di Costruzione di Macchine e Veicoli si trova al secondo piano dell'edificio B22 (ex PPG) in via La Masa 34