CdSINGEGNERIA MECCANICA
Codice1137I
CFU6
PeriodoPrimo semestre
LinguaInglese
| Moduli | Settore/i | Tipo | Ore | Docente/i | |
| INGEGNERIA APPLICATA ALLA FISICA DELLA ALTE ENERGIE | ING-IND/06 | LEZIONI | 60 |
|
Il corso si pone l’obiettivo di fornire agli studenti conoscenze di base per la comprensione degli esperimenti di fisica delle particelle. Verranno approfondite le attività ingegneristiche necessarie al corretto svolgimento di tali esperimenti, con particolare riferimento alle attività del centro di ricerca Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab, Batavia, Illinois, USA), come:
- progettazione di sistemi meccanici
- definizione di procedure di assemblaggio
- progettazione di sistemi per l’isolamento delle vibrazioni
- analisi multi-fisiche (strutturali, termiche, elettromagnetiche)
The course aims to give students basic knowledge about particle physics experiments. The engineering activities necessary for the correct execution of these experiments will be studied in depth, with particular reference to the activities of the Fermi National Accelerator Laboratory research center (Fermilab, Batavia, Illinois, USA), such as:
- mechanical system design
- definition of assembly procedures
- design of systems for vibration isolation
- multi-physics analysis (structural, thermal, electromagnetic)
Durante le esercitazioni lo studente dovrà presentare la sua attività al docente per verificare lo stato di avanzamento.
During the practical lessons the student will present his activity to the teacher to check the progress.
Al termine del corso lo studente dovrà essere in grado di:
- comprendere i vincoli legati all'ambito di lavoro (temperature criogeniche, ambiente di camera pulita, componenti sotto vuoto)
- proporre soluzioni costruttive per soddisfare le specifiche
- modellare efficacemente in campo statico e dinamico gli assiemi studiati
- interagire con un gruppo di ricerca internazionale per discutere l'avanzamento del progetto
At the end of the course the student should be able to:
- understand work environment constraints (cryogenic temperatures, clean room environment, vacuum components)
- propose constructive solutions to meet the specifications
- effectively model the studied assemblies in the static and dynamic field
- interact with an international research group to discuss the progress of the project
Durante le riunioni periodiche col gruppo di ricerca di riferimento lo studente dovrà presentare la sua attività dimostrando i progressi conseguiti nel suo progetto.
During the periodic meetings with the reference research group, the student will have to present his activity demonstrating the progress achieved in his project.
- Lo studente potrà acquisire e sviluppare la capacità di comprendere il funzionamento di assiemi e dispositivi nell'ambito degli esperimenti di fisica delle particelle.
- Lo studente potrà gestire la responsabilità di conduzione di un progetto
- The student will acquire and develop the ability to understand the functioning of assemblies and devices in the field of particle physics experiments.
- The student will be able to manage the responsibility of conducting a project.
Durante le ore di esercitazione sarà valutato il livello di apprendimento dello studente mediante
revisione del progetto.
During the practical lessons the student's level of learning will be assessed through project review.
- conoscenza dei principi di base della progettazione meccanica
- conoscenza di software CAD
- conoscenza di software di modellazione numerica
- knowledge of the basic principles of mechanical design
- knowledge of CAD software
- knowledge of numerical modeling software
Il corso è costituito da una prima parte di lezioni frontali e una seconda parte in cui gli studenti saranno integrati nel gruppo di lavoro di un centro di ricerca in fisica delle alte energie e seguiranno in prima persona lo sviluppo di un’attività progettuale:
- lezioni frontali con ausilio di presentazioni;
- riunioni periodiche con il gruppo di ricerca;
- esercitazioni collettive per la discussione dei progetti;
- utilizzo del modulo Teams del corso per materiale didattico e comunicazioni docente-studenti;
- utilizzo di ricevimenti.
The course consists of a first part of lectures and a second part in which the students will be integrated into the working group of a research center in high energy physics and will personally follow the development of project activity:
- lectures with the aid of slides;
- periodic meetings with the research team;
- group lessons for the discussion of projects;
- use of the Teams module of the course for teaching materials and teacher-student communications;
- use of teacher meetings.
Introduzione al centro di ricerca:
presentazione dei centri di ricerca in fisica delle alte energie, con particolare riferimento a Fermilab: attività principali, ruolo dell'ingegnere all'interno del centro di ricerca.
Vincoli progettuali specifici:
descrizione dei principali vincoli progettuali peculiari dell'ambito di lavoro, con particolare riferimento all'ambiente di camera pulita, operatività a temperatura criogenica, dispositivi sotto vuoto.
Metodi di simulazione avanzati:
descrizione dei principali metodi numerici di simulazione meccanica per la modellazione di sistemi complessi in ambito statico e dinamico
Descrizione dei progetti:
descrizione dettagliata delle diverse attività progettuali proposte, definizione delle specifiche tecniche
Attività progettuale:
Attività indipendente dei singoli studenti volta a raggiungere gli obiettivi specifici del progetto a loro assegnato.
Research Center Introduction:
presentation of research centers in high energy physics, with particular reference to Fermilab: main activities, the role of the engineer within the research center.
Specific design constraints:
description of the main design constraints peculiar to the work environment, with particular reference to the clean room environment, cryogenic temperature operation, and vacuum devices.
Advanced Simulation Methods:
description of the main numerical methods of mechanical simulation for the modeling of complex systems in static and dynamic conditions
Description of the projects:
detailed description of the various proposed project activities, definition of the technical specifications
Project activity:
Independent activity of individual students aimed at achieving the specific objectives of the project assigned to them.
- Neri, F. Bucchi, D. Passarelli, Development of a suspension system for the road transportation of Cryomodule SSR1 through a multilevel finite element-multibody approach, 19th International Conference on RF Superconductivity, June 30-July 5 2019, Dresden, Germany.
- Neri, F. Bucchi, D. Passarelli, A multilevel finite element-multibody approach to design the suspension system for the road transportation of SSR1 cryomodule, Transportation Engineering, 2020, doi.org/10.1016/j.treng.2020.100017
- Neri, F. Bucchi, D. Passarelli, Vibration analysis of the road transportation of a cryomodule through a multi-level Finite Element-Multibody approach, 50th International AIAS conference, 2-4 September 2021, Padova
- Barnaba, F. Bucchi, P. Neri, D. Passarelli, Experimental modal analysis of SSR1 cryomodule for numerical model tuning and validation, 50th International AIAS conference, 2-4 September 2021, Padova
- Barnaba, P. Neri, F. Bucchi, D. Passarelli, M. Parise, Vibration of a cryomodule’s coupler during road transportation: Multibody analysis and experimental validation, Journal of Vibration and Control, 2021, https://doi.org/10.1177/10775463211025192
- Barnaba, P. Neri, F. Bucchi, D. Passarelli, Non‑linear Wire Rope Isolator Model to Enhance Transportation Simulation of Fragile Equipment, Journal of Vibration Engineering & Technologies, 2023, https://doi.org/10.1007/s42417-023-01052-x
- Neri, F. Bucchi, D. Passarelli, Development of a suspension system for the road transportation of Cryomodule SSR1 through a multilevel finite element-multibody approach, 19th International Conference on RF Superconductivity, June 30-July 5 2019, Dresden, Germany.
- Neri, F. Bucchi, D. Passarelli, A multilevel finite element-multibody approach to design the suspension system for the road transportation of SSR1 cryomodule, Transportation Engineering, 2020, doi.org/10.1016/j.treng.2020.100017
- Neri, F. Bucchi, D. Passarelli, Vibration analysis of the road transportation of a cryomodule through a multi-level Finite Element-Multibody approach, 50th International AIAS conference, 2-4 September 2021, Padova
- Barnaba, F. Bucchi, P. Neri, D. Passarelli, Experimental modal analysis of SSR1 cryomodule for numerical model tuning and validation, 50th International AIAS conference, 2-4 September 2021, Padova
- Barnaba, P. Neri, F. Bucchi, D. Passarelli, M. Parise, Vibration of a cryomodule’s coupler during road transportation: Multibody analysis and experimental validation, Journal of Vibration and Control, 2021, https://doi.org/10.1177/10775463211025192
- Barnaba, P. Neri, F. Bucchi, D. Passarelli, Non‑linear Wire Rope Isolator Model to Enhance Transportation Simulation of Fragile Equipment, Journal of Vibration Engineering & Technologies, 2023, https://doi.org/10.1007/s42417-023-01052-x
Non ci sono particolari variazioni per i non frequentanti.
There are no particular variations for non-attending students.
L'allievo dovrà presentare alla commissione di esame, con ausilio di strumenti informatici, l’attività svolta e i risultati ottenuti. Alla prova sarà attribuito un voto in trentesimi.
The student will have to present to the examination commission, with the aid of IT tools, the activity carried out and the results obtained. The exam will be assigned a mark out of thirty.
Sarà valutata la possibilità di effettuare un periodo facoltativo presso la struttura di riferimento (Fermilab).
The possibility of completing an optional period at the reference structure (Fermilab) will be evaluated.
https://people.unipi.it/paolo_neri/en/applied-engineering-to-high-energy-physics/
https://pip2.fnal.gov/
https://pip2.fnal.gov/