PROPOSTA DI ATTIVAZIONE DEL:

CENTRO PER LASimulazione e Progettazione Meccanica Integrata (Ce.Si.Mech.)

Proponente:Prof. Angelo Oreste AndrisanoDipartimento di Ingegneria Meccanica e CivileUniversità di Modena e Reggio Emilia

1. NOME DEL CENTRO

Simulazione e Progettazione Meccanica Integrata (Ce.Si.Mech.)

2. STRUTTURA PROPONENTE

Dipartimento di Ingegneria Meccanica e CivileUniversità di Modena e Reggio EmiliaV. Vignolese, 90541100 ModenaDirettore: Angelo Oreste AndrisanoTel. +39 059 2056300 (Centralino) Tel. +39 059 2056150 (Direzione)Fax +39 059 2056126 / 6129www.dimec.unimore.it

3. PROPONENTE

ANGELO ORESTE ANDRISANOProfessore OrdinarioSSD ING-IND/15 DISEGNO E METODI DELL'INGEGNERIA INDUSTRIALEUniversità degli Studi di Modena e Reggio EmiliaFacoltà di Ingegneria, sede di ModenaDirettore del Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Civile

4. PARTECIPANTI

Professori Ordinari

o BAROZZI Giovanni Sebastiano Professore Ordinario S.S.D. ING-IND/10 (Fisica tecnica industriale) Facoltà di Ingegneria, sede di Modena Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Civile

o BORGHI Massimo Professore Ordinario S.S.D. ING-IND/08 (Macchine a fluido) Facoltà di Ingegneria, sede di Modena Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Civile

o CANNAROZZI Mario Professore Ordinario S.S.D. ICAR/08 (Scienza delle Costruzioni) Facoltà di Ingegneria, sede di Modena Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Civile

o CANTORE Giuseppe Professore Ordinario S.S.D. ING-IND/08 (Macchine a fluido) Facoltà di Ingegneria, sede di Modena Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Civile

o GHERMANDI Grazia Professore Ordinario S.S.D. ICAR/03 (Ingegneria Sanitaria-Ambientale) Facoltà di Ingegneria, sede di Modena Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Civile

o INNOCENTI Carlo Professore Ordinario S.S.D. ING-IND/13 (Meccanica applicata alle macchine) Facoltà di Ingegneria, sede di Modena Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Civile

o STROZZI Antonio Professore Ordinario S.S.D. ING-IND/14 (Progettazione meccanica e costruzione di macchine) Facoltà di Ingegneria, sede di Modena Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Civile

o TARTARINI Paolo Professore Ordinario S.S.D. ING-IND/10 (Fisica tecnica industriale) Facoltà di Ingegneria, sede di Modena Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Civile

Professori Associati

o CORTICELLI Mauro Alessandro Professore Associato S.S.D. ING-IND/10 (Fisica tecnica industriale) Facoltà di Ingegneria, sede di Modena Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Civile

o FORZA Cipriano Professore Associato S.S.D. ING-IND/35 (Ingegneria economico-gestionale) Facoltà di Ingegneria, sede di Modena Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Civile

o GATTO Andrea Professore Associato S.S.D. ING-IND/16 (Tecnologie e sistemi di lavorazione) Facoltà di Ingegneria, sede di Modena Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Civile

o MATTARELLI Enrico Professore Associato S.S.D. ING-IND/08 (Macchine a fluido) Facoltà di Ingegneria, sede di Modena Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Civile

o MELLONI Riccardo Professore Associato S.S.D. ING-IND/17 (Impianti industriali meccanici) Facoltà di Ingegneria, sede di Modena Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Civile

Ricercatori

o MARZI Raol Ricercatore SSD ING-IND/15 (Disegno e Metodi dell'Ingegneria Industriale) Facoltà di Ingegneria, sede di Modena Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Civile

o MILANI Massimo Ricercatore S.S.D. ING-IND/08 (Macchine a fluido) Facoltà di Ingegneria, sede di Modena Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Civile

o MUSCIO Alberto Ricercatore S.S.D. ING-IND/10 (Fisica tecnica industriale) Facoltà di Ingegneria, sede di Modena Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Civile

o PELLICANO Francesco Ricercatore SSD ING/IND-13 (Meccanica Applicata alle Macchine) Facoltà di Ingegneria, sede di Modena Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Civile

o PELLICCIARI Marcello Ricercatore SSD ING-IND/15 (Disegno e Metodi dell'Ingegneria Industriale) Facoltà di Ingegneria, sede di Modena Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Civile

o TEGGI Sergio S.S.D. ICAR/03 – Ingegneria sanitaria-ambientale Facoltà di Ingegneria, sede di Modena Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Civile

Dottorandi, Assegnisti collaboratori o altro.

o BALDINI Andrea Dottorando di ricerca Facoltà di Ingegneria, sede di Modena Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Civile

o BALESTRAZZI Davide Dottorando di ricerca Facoltà di Ingegneria, sede di Modena Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Civile

o BARBANTI Giovanni Professore a contratto Studio Ing. Barbanti (BO)

o BASSOLI Elena Dottorando di ricerca Facoltà di Ingegneria, sede di Modena Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Civile

o BONORI Giorgio Dottorando di ricerca Facoltà di Ingegneria, sede di Modena Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Civile

o BUSSI Carlo Dottorando di ricerca Facoltà di Ingegneria, sede di Modena Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Civile

o CATELLANI Giulia Dottorando di ricerca Facoltà di Ingegneria, sede di Modena Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Civile

o FONTANESI Stefano Assegnista di ricerca Facoltà di Ingegneria, sede di Modena Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Civile

o LEVONI Paolo Dottorando di ricerca Facoltà di Ingegneria, sede di Modena Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Civile

o MONTORSI Luca Assegnista di ricerca Facoltà di Ingegneria, sede di Modena Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Civile

o NOBILI Andrea Assegnista di ricerca Facoltà di Ingegneria, sede di Modena Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Civile

o PALTRINIERI Fabrizio Dottorando di ricerca Facoltà di Ingegneria, sede di Modena Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Civile

5. SEDE DEL CENTRO

Si individua il Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Civile, Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia, e le relative strutture come sede logistica ed amministrativa del Centro. Il Dipartimento dispone di spazi, strutture e risorse idonee per una fase di avvio del Centro; a tale scopo il Dipartimento è disponibile a piccoli interventi volti ad una migliore integrazione delle proprie strutture con le esigenze del Centro.

6. MOTIVAZIONI

Le molteplici attività di progettazione meccanica presenti nella regione Emilia Romagna e in particolare nel territorio modenese motivano pienamente la richiesta di attivare un Centro per la Simulazione e Progettazione Meccanica Integrata (Ce.Si.Mech.) integrata nel settore della Meccanico, Automotive e Aerospace.

L’Emilia-Romagna è una regione che presenta un vasto e complesso tessuto industriale fatto di numerosi distretti industriali ed evidenti vocazioni territoriali. Essendo una regione molto dinamica e reattiva ha sempre sperimentato e realizzato tutte le forme di interazione e supporto alle imprese e di sviluppo del territorio. Tuttavia alcuni gap strutturali impediscono o rallentano l’attrazione di nuove aziende tecnologiche, lo sviluppo di tecnologia nelle aziende esistenti e la nascita di nuove imprese tecnologiche.La prima considerazione riguardante tale gap è ben nota e tutt’altro che limitata alla regione Emilia Romagna: la difficoltà di dialogo fra Università/Enti pubblici di ricerca e imprese/territorio. Ovviamente, fra le imprese di eccellenza e questi enti di ricerca esistono e funzionano da tempo e bene relazioni consolidate e sinergie di formazione e ricerca. Ma le PMI – che costituiscono il gran numero delle imprese e degli occupati – oltre a scontare una soggezione psicologica, percepiscono l’università come una entità grande e frammentaria, troppo poco pratica e poco disponibile alle loro esigenze.A ciò si aggiunge lo strutturale sottodimensionamento delle PMI che, a parte rare eccezioni, rende la programmazione della ricerca e dell’innovazione di processo e prodotto un fatto destrutturato, spesso affidato alla creatività di figure interne preziose quanto occasionali, con la conseguenza che il bisogno dell’impresa – a questo punto stretto nei tempi e forse già “venduto” al mercato – cozza con le tempistiche di una Università strutturalmente poco dinamica e sostanzialmente priva di strumenti interni che ne snelliscano le burocrazie favorendo l’operatività.La nascita di una struttura di ricerca come quella proposta può rispondere a questa impasse. Essa si porrà come interlocutore delle imprese e raccoglitore di esigenze da sottoporre alla capacità risolutiva dei ricercatori che collaborano con il Centro.L’impresa che ha bisogno di tecnologia e innovazione è fondamentalmente alla ricerca di un fornitore; tipicamente il fornitore deve essere in grado di dialogare proficuamente con l’impresa committente e deve essere affidabile e credibile. La frammentarietà degli interlocutori (facoltà, dipartimenti, gruppi di ricerca, cattedre, ecc.) genera confusione e conseguente rigetto dell’impresa.Il primo gap strutturale da colmare, quindi, è la carenza di un interlocutore specializzato che sia credibile, certo, quindi, nei tempi e nelle modalità di “fornitura” della ricerca. Un Centro che raggruppi le competenze di carattere strettamente legato alla progettazione ed alla simulazione in campo meccanico è senz’altro una risposta al gap evidenziato.Ma non basta. L’obiettivo prefissato – l’attrazione di nuove aziende tecnologiche, lo sviluppo di tecnologia nelle aziende esistenti e la nascita di nuove imprese tecnologiche – necessita anche di luoghi fisici dove tutto il lavoro sia visibile. Da un lato perché questo luogo può auspicabilmente ospitare i laboratori di eccellenza, dall’altro perché possa attrarre gli investimenti per ospitare laboratori in collaborazione con l’impresa. Tale struttura, raggiunta una certa massa critica, diviene attrattiva sia come contesto scientificamente e tecnologicamente arricchente (e quindi qualificante), sia come localizzazione che garantisce visibilità e lustro anche a livello internazionale. Il Centro proposto potrebbe rispondere pienamente alle suddette esigenze.

Due elementi risultano particolarmente qualificanti per il Centro Ce.Si.Mech.. Innanzi tutto lo stretto collegamento e raccordo tra Università ed il DEMOCenter, che costituisce una presenza tecnica specializzata e catalizzante, consolidata sul territorio. Il secondo elemento è costituito dalla sinergia con l’Associazione Industriali di Modena, la quale si è ripetutamente dichiarata interessata ad attività di progettazione meccanica avanzata. Infine, si sottolineano i vantaggi che deriverebbero dallo stretto rapporto che si instaurerebbe tra il Centro e: il costituendo Distretto di Eccellenza per la Meccanica Avanzata (DEMA), il Parco Tecnologico in fase di crescita sul territorio di Vignola-Spilamberto, MO, (Centro SIPE, Sviluppo Industriale Sistemi Evoluti). Tramite le iniziative legate al Distretto di Eccellenza, il Centro Ce.Si.Mech. vede coinvolte anche Associazioni di Imprese e di Categorie, Fondazioni ed Enti Locali.

Per quanto riguarda il sistema Regionale della Ricerca, esso è costituito da una serie di attori, tra i quali spiccano le quattro Università regionali e i Centri di Ricerca Istituzionali, come il CNR e l’ENEA. Uno dei fattori che contraddistinguono il network della ricerca universitaria in Emilia Romagna è l’avere sviluppato in maniera diffusa nel

corso degli anni competenze specialistiche proprio nel settore dell’Ingegneria meccanica con particolare riferimento ai veicoli, ai motori, alle macchine oleodinamiche, alle macchine di confezionamento, alle macchine utensili e ai robot industriali, alle macchine agricole ecc, grazie soprattutto allo stretto connubio con le numerose realtà imprenditoriali del settore operanti sul territorio. A completare questo network della ricerca, negli ultimi dieci anni sono state inoltre messe a disposizione delle imprese del territorio varie entità di supporto sia al trasferimento tecnologico, che alla formazione specialistica, che allo sviluppo pre-competitivo (centri per il trasferimento tecnologico o di supporto alle imprese, centri per il brokeraggio e la comunicazione tecnologica), allo scopo di supportare e di mantenere in costante evoluzione i vari settori impegnati nell’economia.

Un forte stimolo alla creazione del Centro viene dal Programma Regionale per la Ricerca Industriale, l’Innovazione e il trasferimento Tecnologico, attuazione della Legge Regionale 14 maggio 2002 n.7, che prevede Misure ed Azioni di forte interesse per l’Università, come la promozione e lo sviluppo di Laboratori di ricerca per il trasferimento tecnologico e Centri per l’innovazione.Un ulteriore stimolo è sicuramente il consolidato rapporto con l’industria del territorio, che ha già contribuito in passato a sviluppare le attività di ricerca del Dipartimento, come ad esempio l’iniziativa finanziata dalla S.I.R. (Soluzioni Industriali Robotizzate) per un laboratorio dedicato alla robotica industriale.

La nascita di un Centro per la Simulazione e Progettazione Meccanica Integrata Ce.Si.Mech. rappresenterebbe un importante strumento per rafforzare questo network virtuoso di ricerca industriale e sviluppo precompetitivo, che promuoverebbe la crescita del tessuto imprenditoriale regionale, che si troverà nel breve termine a dover affrontare sfide sempre più impegnative per via della marcata tendenza alla globalizzazione del settore e della sempre maggiore richiesta di innovazione di prodotto, a fronte di un mercato sempre più esigente e di limitazioni legislative via via più severe. In maniera schematica si elencano di seguito alcuni tra i benefici che tale struttura di ricerca avanzata potrebbe apportare alle aziende operanti sul territorio regionale:

a. riduzione delle tempistiche di progettazione ed evoluzione prodotto, e quindi del time-to-market, aumentando la quota parte di “prototipazione virtuale” per mezzo della simulazione al calcolatore e riducendo al contempo la “prototipazione fisica” e le prove sperimentali. Questo consentirà un notevole incremento dell’efficienza di realizzazione del prodotto, e si rifletterà quindi in un incremento del fatturato, tramite la riduzione dei costi, con conseguente miglioramento del posizionamento dell’impresa rispetto ai competitors.

b. aumento della produttività mediante ottimizzazione non solo di prodotto, ma anche di processo, tendente a realizzare una vera e propria progettazione just-in-time.

c. dal punto di vista dell’economia regionale, questo potrà consentire un incremento del bacino occupazionale, eventualmente anche attirando dall’estero investimenti per far nascere nuove imprese, in considerazione dell’elevato valore aggiunto che il prodotto verrà ad acquisire in Emilia Romagna.

d. in un’epoca di rapide rivoluzioni, il Laboratorio fungerà da catalizzatore di ricerche di nuove soluzioni energetiche e progettuali (motori ad idrogeno, fuel cell, drive by wire, ecc.), che potranno nel breve e nel medio periodo portare o alla costituzione di nuove realtà produttive, o alla riconversione di impianti di aziende già operanti.

e. infine, ma non in ordine di importanza, il laboratorio si farà promotore di iniziative di ricerca mirate a garantire nel settore dei veicoli una mobilità maggiormente sostenibile, ricercando ad esempio soluzioni che riducano le emissioni inquinanti ed i consumi di combustibile dei motori, o che forniscano un sempre maggiore grado di sicurezza attiva e passiva, con benefici effetti ovviamente sulla collettività intera, pur nel rispetto di un’importante tradizione e tipicità regionale che vede molte imprese impegnate con successo nei settori delle auto e moto sportive e delle competizioni. Fra i punti di rilievo di questa attività di ricerca vi sono opportune valutazioni di impatto e di sostenibilità ambientale, da effettuarsi con l’analisi di banche dati territoriali e software dedicati.

7. PROPOSTA DI ATTIVAZIONE E STRUTTURA DEL CENTRO

La proposta di attivazione del Centro per la Simulazione e Progettazione Meccanica Integrata (Ce.Si.Mech.) si colloca nell’ambito delle iniziative legate al Distretto High Tech Regionale della Meccanica Avanzata (DEMA). La struttura del Distretto High Tech si conforma infatti come una rete di NetLab caratterizzati da specifiche mission e competenze. A seguito di una approfondita analisi delle competenze, delle strutture e dei rapporti con la realtà industriale del territorio, il Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Civile dell’Università di Modena e Reggio Emilia si propone di attivare, in conformità con lo statuto ed i regolamenti di Ateneo, un Centro per Simulazione e Progettazione Meccanica Integrata (Ce.Si.Mech.).Alle attività del Centro collaboreranno inizialmente 31 ricercatori appartenenti 11 SSD: Disegno e Metodi dell'Ingegneria Industriale; Meccanica Applicata alle Macchine, Fisica tecnica industriale, Macchine a fluido,

Progettazione meccanica e costruzione di macchine, Ingegneria economico-gestionale, Tecnologie e sistemi di lavorazione, Impianti industriali meccanici, Scienza delle Costruzioni, Ingegneria Sanitaria e Ambientale. Ciò garantirà al Centro l’ampio spettro di competenze che sarà necessario per affrontare le nuove sfide tecnologiche.Il Centro si costituisce per interesse di personale afferente al Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Civile. L’adesione al Centro sarà possibile, oltre al personale dell’Università di Modena e Reggio Emilia, anche a ricercatori e tecnici italiani ed esteri la cui competenza sia coerente con le attività del Centro; sarà inoltre possibile una adesione al Centro da parte di Aziende ed Enti pubblici o privati.Il Centro Ce.Si.Mech. si inserisce senza sovrapposizioni di competenze con i centri attualmente presenti nell’Ateneo orientati prevalentemente alla ricerca di base.La struttura del Centro prevede: un Direttore, un comitato tecnico scientifico.

8. COMPETENZE ATTIVITÀ E DISPONIBILITÀ DEL DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA MECCANICA E CIVILE NEL SETTORE DELLA SIMULAZIONE E PROGETTAZIONE.

Il Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Civile dell’Università di Modena e Reggio Emilia è una struttura di ricerca dotata di competenze ed attrezzature di interesse nell’Ingegneria Industriale e Civile. Nel settore dell’Ingegneria Industriale sono attivi diversi gruppi che operano nella ricerca di base e applicata. Il Dipartimento svolge da tempo una attività di progettazione meccanica integrata di sistemi e di macchine secondo schemi innovativi, che coinvolgono una notevole integrazione di metodologie, come dimostrato dall’impiego delle tecniche di modellazione meccanica, di progettazione funzionale, di reverse engineering, di rapid prototyping, di simulazioni Multibody e FEM, di simulazioni test e controllo delle vibrazioni, di modellazione termofluidodinamica, di processi tecnologici avanzati, di tecniche di time compression. Questa attività progettuale ha tratto spesso vantaggio da collegamenti sinergici con le realtà industriali meccaniche avanzate presenti nel territorio. Si sottolineano in particolare le attività svolte nel campo della simulazione e progettazione, che hanno dato luogo a produzioni scientifiche di rilievo, ma anche iniziative di ricerca applicata in collaborazione con numerose aziende della regione.Il Dipartimento è dotato di attrezzature informatiche volte alla simulazione ed alla progettazione meccanica, comprendenti sistemi di calcolo e software di prim’ordine. Al Dipartimento appartengono inoltre diversi laboratori sperimentali, dotati di moderne attrezzature utilizzate sia per la ricerca di base sia per collaborazioni di ricerca e servizi rivolti alla realtà industriale locale. La collaborazione con le realtà industriali locali ha fornito fino ad oggi un fondamentale supporto economico, che ha permesso l’acquisizione di competenze ed attrezzature di rilievo, che hanno dato un impulso anche alle attività di ricerca di base.E’ quindi in un’ottica di crescita culturale che il Dipartimento ha sempre sollecitato ed agevolato iniziative di collaborazione con l’industria, il trasferimento di conoscenza verso le stesse ed iniziative volte ad incrementare e migliorare tali collaborazioni.In seguito si elencano brevemente le attrezzature che il Dipartimento mette a disposizione del Centro Ce.Si.Mech., la cui descrizione completa si trova nell’Allegato A.

o Laboratorio di Computer Aided Design (CAD)o Laboratorio di Progettazione Assistita di Strutture Meccanicheo Laboratorio di Analisi delle Vibrazioni (LVib)o Laboratorio di Acusticao Laboratorio di Analisi Sperimentale delle Tensioni (LAST)o Laboratorio di Meccanica Computazionale (LaMC)o Laboratorio di Tecnologia Meccanica – Sistemi per la Reverse Engineering e lo Sviluppo di Prodottoo Laboratorio di Tecnologia Meccanica – Prove Tecnologiche ed Analisi Microscopicao Laboratorio di Termofluidodinamicao Laboratorio di Termografia Infrarossa e di Misure Termiche (TEIMIT)o Laboratorio di Sperimentazione sui Motori Endotermicio Laboratorio di Oleodinamica (OLAB)o Laboratorio di Analisi Ambientali (LAAMB)o Laboratorio Didattico di Telerilevalmento (LADITEL)

9. OBIETTIVI DEL CENTRO

La creazione di una realtà di ricerca industriale avanzata attualmente presente solo parzialmente nel territorio della regione Emilia Romagna consentirà di elaborare progetti di ricerca applicata di interesse industriale e attività di tipo pre-competitivo da svilupparsi tramite cooperazione tecnico - scientifica tra le Università, i centri di ricerca regionali ed

aziende del territorio. Gli obiettivi del Centro per la Simulazione e Progettazione Meccanica Integrata saranno volti a fornire alle aziende l’opportunità di avvicinarsi e approfondire le più recenti metodologie di progettazione, al fine sia di migliorare il prodotto finale e il processo produttivo in sé, sia di contenere i costi insiti nella ricerca e nello sviluppo di soluzioni innovative. I servizi progettuali forniti dal laboratorio permetteranno alle aziende del territorio di:

o interagire con una realtà progettistica avanzata, traendo vantaggio immediato dalle tecniche evolute di progettazione, e beneficio duraturo dalla acquisizione di tali approcci avanzati;

o acquisire delle metodologie moderne di approccio alle problematiche meccaniche;o far crescere un “team” di ricerca avanzata;o creare una fucina di nuove figure di “ingegneri di sistema” orientati alla ricerca applicata e all’innovazione

tecnologica, ma con un background formato sui livelli più alti delle conoscenze ingegneristiche estese anche agli effetti e alle ricadute indotte sull’ambiente.

L’attività prevista all’interno del Centro sarà programmata negli anni nell’ottica di contribuire a consentire la diffusione della suddetta cultura di “ingegneria di sistema”, in modo tale da ripercuotersi positivamente sul tessuto produttivo regionale. I temi di ricerca includono i seguenti aspetti tecnico-scientifici:

o Modellazione, o Progettazione, o Analisi funzionale,o Simulazione dinamicao Analisi strutturaleo Vibrazionio Crash testo Tecnologie di processoo Prototipazione virtualeo Reverse engineeringo Energetica,o Termofluidodinamica,o Motoristica,o Oleodinamica,o Impatto e sostenibilità ambientale,

Campi privilegiati di indagine includono i seguenti settori:

○ Meccanico Macchine automatiche operatrici e i relativi processi Trasmissioni meccaniche e oleoidrauliche Impianti Macchine utensili Robotica industriale Confezionamento

○ Veicolo, Autoveicolo Macchine movimento terra Motori

○ Aerospace, Strutture aerospaziali, Testing per certificazione,

○ Biomeccanica e Biomedicale,

Il Centro si doterà delle necessarie attrezzature sia sperimentali sia di calcolo per elaborare progetti di ricerca di interesse delle aziende partecipanti, nonché svolgerà azione di coordinamento per la gestione delle apparecchiature scientifiche e tecniche presenti nell’Università, nei centri di ricerca regionali, e presso le aziende del settore. Per quanto riguarda il trasferimento di conoscenza, il centro si farà promotore della creazione di nuove figure professionali nel campo della simulazione e della progettazione avanzata mediante un processo di formazione di tipo

“learning by doing”; nel laboratorio, infatti, lavoreranno a fianco a fianco non solo ricercatori e tecnici provenienti dal mondo dell’industria, ma anche neolaureati e laureandi.Il Centro sosterrà inoltre l’impegno e l’intervento di personale delle Università e degli enti di ri-cerca presso le imprese ed in particolare le PMI, per brevi periodi, che esprimono una forte domanda in tal senso.L’attività prevista all’interno del Centro sarà programmata quindi negli anni nell’ottica di contribuire a consentire la diffusione di una cultura di “ingegneria di sistema”, in grado di ripercuotersi positivamente sul tessuto produttivo regionale. A tal fine, si svilupperanno metodologie integrate di calcolo applicato e di sperimentazione avanzata sia nel campo dell’ingegneria di prodotto che dell’ingegneria di processo. Scopo principale sarà comunque la riduzione del numero e dell’onerosità delle prove sperimentali al fine di ridurre i costi dell’innovazione tecnologica del prodotto ed il relativo time to market.

10. ATTIVITÀ PREVISTE

Le attività del Centro si concentreranno principalmente su tecniche di simulazione, progettazione e sperimentazione relative problemi di interesse industriale.Le linee di azione del centro saranno in particolare:

1. Simulazione e progettazione meccanica integrata2. Analisi dinamica e delle vibrazioni3. Analisi strutturale4. Processi tecnologici5. Analisi termiche e fluidodinamiche6. Analisi termofluidodinamiche7. Simulazione e progettazione di motori automobilistici8. Simulazione e progettazione di macchine e componenti oleoidraulici

Si prevede l’acquisizione ed applicazione di software specialistici per:o controllo di qualità complessivo del ciclo di produzione o CAD 3D, o Modellazione Solida, o Multibody Dynamics, o Modellazione termofluidodinamicao Analisi Strutturale, o Prototipizzazione Rapida e Reverse Engineering, o Rapid Manufacturing e Time Compression

Si prevede l’acquisizione di attrezzature sperimentali:

o analisi strutturali di tipo estensimetrico e fotoelastico, o analisi delle caratteristiche dinamiche di componenti e sistemi meccanici, o prove di fatica; o reverse-engineering, o macchine per la resistenza a fatica dei materiali metallici e non tradizionali, o macchine per prove meccaniche su componenti, o macchine per prove su componenti biomeccanici. o azionamenti per macchine automatiche; o sistemi di controllo per azionamenti e tavole vibranti,o vibrometria Laser Doppler per misure dinamiche contact-less; o sistemi per analisi fluidodinamica di motori,o sistemi per analisi termiche,o sistemi per analisi fluidodinamiche,o sistemi per analisi termiche,o sistemi per analisi fluidodinamiche,o sistemi di acquisizione ed elaborazione dati, ecc.

In seguito si descrive in dettaglio l’attività prevista nel Centro.

10.1 Progettazione meccanica

Gestione dati di tipo collaborativoVerrà sviluppato un sistema di gestione dei dati e delle informazioni di progetto di tipo collaborativo e integrato con le numerose realtà industriali del territorio che partecipano alla progettazione di un manufatto high-tech. Si provvederà quindi alla messa a punto di un ambiente di sviluppo che consenta di eseguire la progettazione di sistemi e di componenti meccanici in piena sinergia tra Università, enti di ricerca, aziende, evitando così il trasferimento fisico di personale o di elaborati e che permetta lo scambio dati con la certezza dell’utilizzo immediato, senza correre rischi di incompatibilità tra i vari pacchetti di lavoro utilizzati. In questo ambiente di sviluppo, package CAD, CAE e CAM risulteranno interfacciati pienamente, anche con database sperimentali, utilizzando protocolli standard che consentano, comunque, l’utilizzo immediato e sinergico dei dati provenienti dalle varie fonti. In questa struttura verranno, ovviamente, previste opportune possibilità di accessi di tipo gerarchico nella preparazione, aggiornamento e modifica del progetto sulla base delle competenze specifiche dei singoli utenti.

Metodiche di progettazione integrataUna delle attività di ricerca più attuali e di maggior interesse nel settore della progettazione con mezzi informatici riguarda lo studio e la messa a punto di procedure software e di ambienti di lavoro integrati mirati all’ottimizzazione, in fase di simulazione virtuale, delle trasmissioni meccaniche e dei relativi azionamenti. Gli obiettivi da perseguire riguardano la realizzazione e la implementazione di un sistema di progettazione integrato che, utilizzando programmi software preesistenti, permetta di simulare e successivamente di ottimizzare le catene cinematiche, i relativi componenti e gli attuatori, siano essi elettrici che idraulici.

Progettazioni di sottogruppi di macchine utensili e robot industriali.Nel moderno processo di progettazione di famiglie di sottogruppi di macchine utensili ad elevato contenuto innovativo, è possibile effettuare una analisi con sistemi CAD parametrico-variazionali. L’utilizzo di pacchetti software evoluti, unitamente a metodologie di cuncurrent engineering, ha portato ad una effettiva ottimizzazione nell’uso del CAD ed ha dimostrato come alcune sinergie tra gli strumenti utilizzati permettano di ottenere un effettivo miglioramento dei risultati ottenuti.

Individuazione di una metodologia di progetto degli azionamenti per l’industria delle macchine automaticheMolteplici sono i motivi che spingono il settore delle macchine automatiche, in particolare per il packaging, verso una continua evoluzione:

o innovazioni sul prodotto da trattare in macchina (forme, materiali di incarto, processo);o incremento della velocità delle linee di produzione;o accrescimento della flessibilità operativa del sistema;o estensione della vita dei componenti;o semplificazione costruttiva per una manutenzione più efficace;o riduzione dei consumi di energia e della potenza installata.

Obiettivo della iniziativa è la messa a punto di una metodologia strutturata di progettazione con le seguenti caratteristiche:

i. conduca alla scelta di massima della più opportuna soluzione progettuale sulla base delle specifiche cinematiche e dinamiche dei sistemi da realizzare;

ii. definisca gli strumenti di calcolo e di sperimentazione da implementare per la progettazione esecutiva del sistema.

La ricerca sarà sviluppata in collaborazione con il SIPE (CONSORZIO per lo Sviluppo Industriale di Processi Evoluti, Vignola(MO)) e viene individuata come una prima possibile attività da sviluppare all’interno del Net-Lab SIMECH.

Simulazione del comportamento dinamico di sensori per il monitoraggio della pressione di gonfiaggio di veicoli. La ricerca, di interesse industriale, si pone l’obiettivo di simulare il comportamento in esercizio di sensori idonei al controllo della pressione di gonfiaggio di pneumatici per veicoli e successivamente di progettare le relative attrezzature atte ad eseguire una serie di sperimentazioni per la validazione di tutti i componenti.

Ottimizzazione di ruote dentate cilindriche finalizzata alla riduzione della rumorosità di ingranamento.Si tratta di una attività di ricerca applicata volta all’ottimizzazione delle ruote dentate per trattori agricoli, allo scopo di ridurne la rumorosità, in particolari condizioni di funzionamento.

Progettazione di utensili per foratura di materiali innovativi.Scopo della attività di ricerca è la messa a punto di un programma che consenta di sviluppare una punta per eseguire la foratura, in condizioni di taglio non lubrificato, di pannelli per impiego aeronautico, realizzati in materiale composito in fibre di carbonio e titanio.

10.2 Analisi dinamica e delle vibrazioni.

La mission del laboratorio di analisi delle vibrazioni consiste in una struttura integrata per simulazione e testing sperimentale di sistemi e strutture meccaniche. Il Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Civile è attualmente dotato di attrezzature sufficienti per lo startup del laboratorio.Si prevede che le attività del laboratorio possano svilupparsi su vari livelli: modellazione teorica e numerica di sistemi meccanici; prove sperimentali per l’analisi del comportamento dinamico strutturale; prove di certificazione; monitoraggio delle vibrazioni.Il laboratorio si dovrà strutturare in modo da offrire facilities per: ricerca applicata; ricerca di base; servizi di testing on demand.Attraverso l’acquisizione e lo sviluppo di software per calcolo numerico ed attrezzature di laboratorio si intende creare un framework che sia in grado di fornire servizi di supporto alle imprese nelle fasi di progettazione, validazione e collaudo nel settore vibroacustico.Alcune delle attività previste sono elencate in seguito.

Dinamica e stabilità di strutture e sistemi meccaniciL’attività di ricerca scientifica concerne argomenti di carattere teorico, numerico e sperimentale nel campo della dinamica e stabilità di strutture e sistemi meccanici. Per ciò che concerne la ricerca scientifica si evidenziano alcuni settori su cui l’attività si concentra maggiormente: Dinamica e stabilità di strutture a parete sottile con interazione fluido-struttura. Tale tematica riveste un ruolo di rilievo nei settori dell’Ingegneria Aerospaziale, Civile e Nucleare.

Analisi delle vibrazioni e test per la certificazione di apparati aerospace;L’attività di ricerca applicata riguarda modellazione e prove sperimentali nel campo dell’analisi e del monitoraggio delle vibrazioni. Si tratta di attività strettamente legate ad esigenze del territorio nei settori meccanici, automotive e aerospace. Le attrezzature attualmente presenti permettono di eseguire test di: integrità strutturale su specifiche NASA/ESA; modal testing; monitoraggio delle vibrazioni.

Problemi di stabilità nelle trasmissioni meccaniche Tale tematica riveste un ruolo di rilievo nel campo dell’Ingegneria Meccanica e dell’Ingegneria del Veicolo. I problemi di vibrazione a grande ampiezza indotte da fenomeni di instabilità in particolari meccanici necessita sempre lo sviluppo di metodologie dedicate, per le quali è spesso necessario un grande impegno sia teorico, sia di verifica numerica e sperimentale.

10.3 Analisi strutturale

Analisi fotoelastica di organi di macchinaPresso il DiMeC sono disponibili: i) un fotoelasticimetro a trasparenza, con analizzatore, polarizzatore e lamine a quarto d’onda; ii) un fotoelasticimetro per riflessione. È possibile effettuare analisi fotoelastiche essenzialmente piane, con gomme poliuretaniche e con araldite, simulando varie parti di organi di macchina quali corpi di pompe ad ingranaggi, piedi e teste di biella, mole da taglio, piastre forate, parti di macchine automatiche.

Analisi numerica di organi di macchinaSi prevede una attività di analisi agli elementi finiti di (parti di) organi di macchina quali il piede di biella automobilistica, le tensioni di forzamento della bronzina nel piede di biella, il raccordo tra piede e fusto di biella, la testa di biella, il corpo di una pompa ad ingranaggi, rulli ricoperti in elastomero, giunti per condotte idriche, boccole per macchine movimento terra, forzamenti in alberi per motori a due tempi.

Analisi numerica dell’autotelaioSi prevede una attività di analisi statica e/o dinamica di particolari del telaio e della carrozzeria dell’autoveicolo o del motoveicolo, nonché di simulazioni numeriche di crash test, secondo le attuali Normative.

10.4 Processi tecnologici

Elettrodeposizione di Nichel per la realizzazione di stampi per RTM e InfusionLa tecnica RIFT (Resin Infusion under Flexible Tooling), o iniezione di resina sotto vuoto, è un ibrido della tecnica RTM (Resin Transfer Moulding). Nel processo RIFT un semi guscio dello stampo è sostituito da una parte polimerica flessibile; la resina viene aspirata dal vuoto fra il semiguscio rigido e quello flessibile. La tecnica RIFT permette un approccio “friendly” e a ridotto impatto ambientale, presenta costi relativamente bassi e possibilità di produrre parti complesse. La ricerca ha riguardato l’industrializzazione e la realizzazione di uno stampo per produzione di massa per tale tecnica.

Produzione di sacrificali per microfusione in PS espanso Si sono valutate tecnologie alternative alla realizzazione dello stampo in Al per la produzione dei sacrificali per il processo di investment casting con tecnologia Replicast, al fine di una riduzione dei tempi e dei costi di produzione di prototipi e pre-serie.

Rapid Tooling attraverso SLS di polveri metallicheLa sinterizzazione laser selettiva di polveri metalliche viene utilizzata per la produzione in tempi brevi, a partire dal modello matematico, di particolari metallici o inserti per stampi ad iniezione modulari. Questo processo, nella versione commercializzata dalla 3D Systems, prevede l’unione di polveri di acciaio in cui è disperso un binder polimerico per effetto di un fascio laser, che consolida un pezzo per sezioni successive.

Elettroerosione a tuffo di leghe leggereLe leghe di Alluminio ad alte prestazioni, di derivazione aeronautica, stanno sempre più diffondendosi come materiali per la produzione di stampi per piccole e medie serie. La combinazione fra l’eccellente lavorabilità caratteristica dell’alluminio e buone prestazioni meccaniche le rende ormai competitive per molte applicazioni in cui l’investimento rappresentato da uno stampo in acciaio è troppo a lungo termine. Come per la fresatura, anche per l’elettroerosione a tuffo, tecnologia di grande rilevanza nella produzione di stampi, i dati reperibili sui parametri di processo specifici per tali leghe sono insufficienti e non specifici per le diverse leghe.

Riporti PTA di leghe ad alte prestazioniLa tecnologia plasma ad arco trasferito costituisce un processo di alta efficienza energetica, facilmente automatizzabile, per riporti anche spessi in singola passata e con alte velocità di deposizione di superleghe. I dati in letteratura riguardano quasi esclusivamente le prestazioni anti-usura e il comportamento ad alte temperature delle leghe depositate, essendo invece carenti studi volti all’ottimizzazione dei parametri di processo in funzione del materiale e della geometria del deposito.

10.5 Analisi termiche e fluidodinamiche Utilizzazione della CFD in applicazioni civili e industrialiLa notevole versatilità dei moderni codici CFD industriali 3D ne consente l’utilizzo nelle più diverse applicazioni; la varietà dei modelli fisici implementati permette infatti sia analisi puramente fluidodinamiche, mono- e multi-fase, sia simulazione di sistemi termo-fluidodinamici, sia problemi che coinvolgano anche reazioni chimiche, come lo studio del flusso in camere di combustione.In campo automobilistico vengono affrontati, in collaborazione con le numerose industrie della nostra zona, sia temi relativi alla produzione di serie, come l’ottimizzazione degli impianti di riscaldamento e condizionamento dell’abitacolo, sia relativi al mondo delle competizioni, come l’ottimizzazione dei sistemi di aspirazione o l’analisi dell’interazione ruota-nolder.Per quanto riguarda l’analisi di moti esterni, si conducono analisi aerodinamiche per l’ottimizzazione dei profili di alettoni automobilistici o, relativamente al settore nautico, per l’ottimizzazione di piani velici con modelli di turbolenza non stazionari. Sempre in questo campo si effettuano anche simulazioni idrodinamiche volte al miglioramento dell’opera viva e delle appendici di carena delle imbarcazioni a vela.

Sviluppo di dispositivi termoelettrici innovativi per refrigerazione I dispositivi termoelettrici per refrigerazione sono pompe di calore allo stato solido. La ricerca, compiuta in collaborazione con partner industriali del settore, è attualmente focalizzata sulla progettazione di prodotti termoelettrici innovativi, con particolare attenzione per l’architettura di sistema, le strategie di gestione termodinamica, l’ottimizzazione dei processi termocinetici interni ed esterni. È attualmente in corso lo sviluppo di prodotti innovativi quali un volante refrigerato per autoveicoli, un frigocontenitore tascabile per insulina e farmaci deperibili, un frigorifero domestico a ridottissimo impatto ambientale ed elevata affidabilità, un sistema di sollecitazione termica per misura della diffusività termica. Per alcuni di tali prodotti è stata depositata una richiesta di brevetto.

10.6 Simulazione e progettazione di motori automobilistici Simulazione numerica dei processi di ricambio della carica e combustione nei motori endotermici alternativi L’attività di simulazione numerica è stata svolta utilizzando codici sostanzialmente di tre tipi:1. Codici 3-D specializzati nella simulazione dei processi di combustione: CRI-TurboKiva, KIVA, SPEED_HC.2. Codici 3-D “general purpose”, per la simulazione del flusso attraverso le valvole e nel cilindro: STAR (Computational Dynamics), VECTIS (Ricardo Software) e, recentemente FIRE (AVL) 3. Codici per la simulazione dell’intero ciclo del motore: WAVE (Ricardo Software), GT-Power (Gamma Technologies), GASDYN (Politecnico di Milano).

Per quanto riguarda la combustione, è stata implementata una metodologia di indagine, nonché diversi modelli nell’ambito del codice KIVA, che consentono di simulare in maniera rapida ed accurata la combustione nei motori ad accensione comandata, in presenza di miscele omogenee. Il codice KIVA viene così correntemente impiegato, ad esempio, come supporto allo sviluppo delle camere di combustione dei motori di Formula 1. Una parte delle attività di ricerca è poi indirizzata alla modellizzazione del ciclo di motori, sia benzina che Diesel, con l’ausilio di codici 1-D e all’analisi, tramite questi stessi strumenti, di problematiche progettuali di valenza generale. Tra queste ultime si possono citare:• l’analisi dell’influenza di dispositivi a geometria variabile sulle prestazioni di motori da competizione;• l’impiego della sovralimentazione a due stadi per il down-sizing di motori Diesel;• il confronto tra motori con diverso frazionamento della cilindrata;• l’influenza della deattivazione dei cilindri sul consumo di combustibile.• ottimizzare la geometria dei sistemi di aspirazione e scarico di motori ad accensione comandata e Diesel, due o quattro tempi (lay-out condotti, lunghezze e sezioni);• ottimizzare la legge di alzata delle valvole e la fasatura;• studiare il “matching” tra motore e gruppo di sovralimentazione;• predire le prestazioni di un veicolo in transitorio;• predire il tempo di light-off di un catalizzatore;• predire qualitativamente le emissioni allo scaricoÈ stata inoltre acquisita una buona esperienza sull’impiego dei codici CFD multi-dimensionali per l’analisi del flusso attraverso componenti complessi del motore, quali condotti, valvole, plenum, sia in condizioni stazionarie che non stazionarie. Di un certo rilievo è l’impiego, in applicazioni di interesse motoristico, di sofisticati modelli di turbolenza e dello strato limite, che hanno consentito un significativo miglioramento della capacità predittiva delle simulazioni. Nell’ambito delle simulazioni CFD 3D, le applicazioni più significative sono state:• previsione del coefficiente di efflusso di valvole di aspirazione e scarico (flusso stazionario);• simulazione di un flusso transonico attraverso le valvole di scarico di un motore;• analisi del campo di moto interno cilindro e nei condotti in condizioni di reale funzionamento del motore;• analisi del campo di moto nel collettore di aspirazione in condizioni sia stazionarie che dinamiche• analisi del campo termico in circuiti di raffreddamento di motori a combustione interna;Molti sforzi sono stati fatti per integrare l’uso dei diversi codici di simulazione, al fine di cogliere i diversi aspetti che intervengono in un problema complesso, quale ad esempio il progetto di una camera di combustione, oppure di un plenum di aspirazione di un motore Diesel sovralimentato. In particolare, viene correntemente usata una tecnica innovativa che prevede l’uso in parallelo di codici CFD mono- e multi-dimensionali, consentendo così l’analisi dettagliata del flusso in componenti complessi del motore ed in condizioni reali di funzionamento.

Simulazione numerica dei processi di ricambio della carica e combustione nei motori endotermici HCCISi stanno ottenendo i primi risultati nell’ambito dello studio, condotto in collaborazione con l’Università di Lund, su un innovativo concetto di combustione, denominato HCCI (Homogeneus Charge Compression Ignition, ovvero accensione per compressione della carica omogenea). La combustione HCCI combina caratteristiche proprie della combustione comandata e spontanea, offrendo rispetto ad esse valori di efficienza termodinamica maggiori con bassissime emissioni di ossidi di azoto e particolato.Il punto critico della combustione HCCI consiste nel preciso controllo dell’istante d’accensione, che va poi ad influenzare il gradiente di pressione che si sviluppa in camera. L’accensione infatti non può essere imposta per mezzo dello scoccare di una scintilla, ma deve avvenire spontaneamente per effetto del surriscaldamento della carica. Da ciò deriva il grande interesse per lo studio dell’influenza dei parametri che controllano l’autoaccensione stessa. Lo scopo che il gruppo si e’ posto in questa attività di ricerca e’ appunto quello di determinare una relazione fra l’anticipo d’accensione nella combustione HCCI e la miscelazione dell’aria con il combustibile. In particolare si e’ scelto di impiegare il codice di simulazione numerica mono-dimensionale GTPower, abbinato ad un codice di cinetica chimica Ignition. Il gruppo stesso ha realizzato l’integrazione tra i due codici, curando anche l’introduzione di un innovativo modello di combustione denominato PaSPFR (Partially Stirred Plug Flow Reactor).Lo studio e’ stato applicato sia ad un motore monocilindrico da ricerca, sia ad un motore 6 cilindri sovralimentato. In entrambi i casi l’attività numerica svolta dal gruppo e’ stata supportata da un’attività sperimentale al Lund Institute.

L’iniezione del combustibile nei motori a combustione internaLa ricerca è mirata allo sviluppo di metodologie di studio dell’iniezione di combustibile, sia diretta che indiretta, mediante l’individuazione dei modelli più appropriati a descrivere correttamente tutti quei processi che concorrono alla formazione della miscela: dinamica dello spray, evaporazione, impatto con le pareti ed eventuale formazione di film liquido.A partire da Settembre 2000, all’interno di una collaborazione con il DIEM dell’Università di Bologna e con la VM Motori, si è proceduto alla costruzione ed alla messa a punto di modelli numerici per lo studio del comportamento dinamico di un elettro-iniettore per applicazioni Common Rail, utilizzato a bordo di motori Diesel di elevata potenza specifica. In particolare, a partire dall’analisi del comportamento dinamico di un singolo elettro-iniettore sottoposto a

cicli di funzionamento reali, si è proceduto alla verifica del funzionamento dell’intero sistema di iniezione per un motore 4 cilindri, evidenziando come il duty cycle imposto dalla ECU alla valvola regolatrice di pressione del sistema stesso influenzi la dinamica del singolo iniettore e come, all’interno di un ciclo di iniezione, ogni iniettore sia portato ad elaborare una portata differente. Tale attività ha permesso, inoltre, di mettere in evidenza quale sia l’influenza della pressione di drenaggio sulle caratteristiche dinamiche del singolo elettro-iniettore, e quali modifiche ai segnali in arrivo al suo stadio pilota siano necessarie per compensare la variabilità della portata iniettata conseguente alla variazione della pressione di drenaggio. Parallelamente, è in corso di svolgimento uno studio numerico/sperimentale per la verifica del comportamento dinamico di elettro-iniettori ad elevata velocità di attuazione, volto allo sviluppo ed all’ottimizzazione di un sistema di iniezione di tipo Common Rail fondato sull’utilizzo dell’iniezione multipla.

10.7 Simulazione e progettazione di macchine e componenti oleoidraulici

Sviluppo di modelli numerici per la previsione delle prestazioni di macchine volumetriche operatrici e motriciIn questo settore si stanno sviluppando modelli numerici per la stima delle prestazioni di macchine volumetriche a pistoni assiali a piastra inclinata, a palette con fiancate flottanti bilanciate idraulicamente e ad ingranaggi esterni operatrici e motrici. Tali modelli sono volti prevalentemente alla stima delle portate di trafilamento che caratterizzano i meati di fuga delle macchine, con particolare interesse dedicato alla determinazione numerica del rendimento volumetrico. In dettaglio sono stati ideati ed implementati modelli numerici per la determinazione dell’andamento della pressione all’interno dei volumi variabili che caratterizzano le macchine ad ingranaggi esterni e si sono analizzate le problematiche di progetto che maggiormente condizionano le caratteristiche di funzionamento di diverse architetture di macchine volumetriche (in particolare ad ingranaggi esterni, a palette e a pistoni assiali). Sono stati così approfonditi sia lo studio del bilanciamento radiale ed assiale di pompe e motori ad ingranaggi esterni ed a palette (con particolare riguardo alla determinazione del rendimento della macchina ed al dimensionamento delle superfici di bilanciamento delle fiancate), sia l’analisi dell’influenza della fasatura del disco di distribuzione sul rendimento volumetrico e sul flow-ripple di pompe a pistoni assiali a piastra inclinata ed a cilindrata variabile, sia le problematiche connesse all’influenza del processo di rodaggio sulle caratteristiche di funzionamento di pompe e motori ad ingranaggi esterni. Tutta l’attività, svolta in collaborazione con realtà industriali, da un lato ha visto lo sviluppo di codici numerici per la previsione delle prestazioni e per la progettazione, dall’altro è stata supportata da un’accurata attività di verifica sperimentale, condotta progettando e realizzando opportune attrezzature di prova ed appositi sistemi di acquisizione. L’attività di ricerca nel settore delle macchine volumetriche ha riguardato, infine, anche la determinazione e l’ottimizzazione della risposta dinamica di sistemi elettro-idraulici di variazione della cilindrata, con particolare riferimento a pompe a pistoni assiali a piastra inclinata ed a pompe a palette sottoposte a rapidi transitori d’azzeramento della cilindrata. Tra gli altri, particolare attenzione è stata prestata allo studio del funzionamento di sistemi di regolazione a pressione costante e di tipo load sensing. L’utilizzo di tali modelli ha permesso di ricavare importanti indicazioni progettuali in merito al dimensionamento dei principali componenti che caratterizzano queste tipologie di macchine.

Analisi CFD 2D e 3D di componenti oleoidrauliciLe attività in questo settore di ricerca sono state dedicate principalmente all’analisi fluidodinamica 2D e 3D del campo di moto di fluidi idraulici all’interno di valvole di regolazione, con l’obiettivo di determinare l’influenza delle caratteristiche d’efflusso di fluidi “incomprimibili” in geometrie complesse sia sulle caratteristiche proprie dei componenti, sia sulle forze fluidodinamiche agenti sugli elementi mobili degli stessi. L’attività di studio e modellazione delle forze di flusso assiali e radiali ha visto l’utilizzo contemporaneo e complementare delle informazioni derivanti dall’adozione di strumenti numerici (codici CFD commerciali combinati a codici CFD 1D e 2D appositamente sviluppati), e dalla determinazione sperimentale dei carichi applicati ai cursori mobili di valvole on-off e proporzionali. L’applicazione di strumenti CFD è stata estesa, inoltre, alla verifica delle caratteristiche d’interazione tra fluido e parete per concentrazioni diverse di contaminazione solida in sospensione nel liquido, fino alla definizione (anche sperimentale) delle condizioni operative necessarie a determinare una modifica sostanziale delle prestazioni stazionarie e dinamiche di valvole di regolazione a tenuta conica e sferica. Infine, altre attività di ricerca hanno riguardato lo studio e l’ottimizzazione delle caratteristiche di comportamento di valvole funzionanti ad acqua, e la messa a punto e l’ottimizzazione di un codice di calcolo per la determinazione delle caratteristiche stazionarie e di metering di distributori proporzionali a centro aperto.

Analisi del flusso multi-fase, multi-componenteIn questo settore di ricerca si sta studiando il campo di moto di fluidi multi-fase e multi-componente sottoposti a forti gradienti di pressione e/o di temperatura. Gli obiettivi principali dell’attività di ricerca sono da un lato lo studio e la messa a punto di modelli analitici e numerici per la descrizione dello sviluppo della fase gassosa in seno ad un liquido conseguente a fenomeni di cavitazione, sia della variabilità delle caratteristiche di un fluido idraulico con pressione e temperatura, dall’altro lo sviluppo e la validazione di codici per la determinazione del campo di moto di un fluido multi-fase all’interno di geometrie caratteristiche di macchine o di parti di macchine. Parallelamente, si è sviluppato anche un approccio alternativo alla descrizione numerica del flusso di un liquido in presenza di cavitazione (incipiente o

sviluppata), essenzialmente fondato sulla definizione di un modello di “fluido equivalente” e di verificarne l’applicabilità a fenomeni di efflusso cavitante di interesse nel settore delle macchine a fluido (quali l’iniezione di combustibile e l’aspirazione nelle macchine volumetriche).

Analisi dinamica monodimensionale di componenti e sistemi oleoidrauliciLe potenzialità dei software attualmente disponibili sul mercato per la simulazione dinamica monodimensionale di circuiti e componenti di regolazione oleoidraulici permette di studiarne, di comprenderne e di ottimizzarne in maniera approfondita il comportamento e la risposta in funzione delle specifiche progettuali. In tale ottica sono al momento in corso una serie di attività riguardanti la simulazione di sistemi e componenti oleoidraulici mediante l’utilizzo di AMESim, un codice di calcolo commerciale specifico per la simulazione di circuiti e componenti soggetti a transitori dinamici ad elevata frequenza. In particolare, tali attività hanno riguardato, in passato, lo studio e l’ottimizzazione del circuito idraulico per la selezione ed il cambio marcia di vetture per la F1 e stanno attualmente proseguendo, nello stesso settore, con lo studio dell’impianto frenante. Inoltre, sempre nell’ambito dell’applicazione automotive, sono in corso anche attività inerenti la modellizzazione di sistemi di iniezione diretta del combustibile e di impianti di lubrificazione per Motori Diesel e benzina per autotrazione.In campo oleodinamico si sono analizzati nel dettaglio i transitori di variazione della cilindrata di macchine volumetriche a pistoni assiali a piastra inclinata ed a palette compensate idraulicamente. Sono state, inoltre, approfondite le tematiche di ricerca riguardanti lo studio della risposta dinamica di valvole di regolazione del flusso, con particolare attenzione dedicata all’analisi dell’influenza delle forze di flusso assiali sul comportamento dinamico dei componenti.Infine, è attualmente in fase di completamento lo studio numerico-sperimentale del circuito oleodinamico di movimentazione degli organi mobili di un mini-escavatore industriale.

11. RICADUTE

La creazione del Centro Ce.Si.Mech. comporterà vantaggi economici e culturali all’Ateneo ed al tessuto industriale del territorio.Per ciò che concerne la realtà industriale i beneficiari di una attivazione del Centro Ce.Si.Mech. si identificano nelle aziende produttrici di veicoli, macchine e loro componenti presenti prevalentemente nel territorio della regione Emilia Romagna, che potranno trarre beneficio sia dal confronto con il mondo della ricerca, che dalla condivisione di problematiche (e delle loro soluzioni) con altre realtà industriali del settore. Questo permetterà di realizzare un vero e proprio “circolo virtuoso” dell’innovazione tecnologica, dove la ricerca di base, propria delle Università e dei centri di ricerca, potrà concretizzarsi nella realizzazione di progetti di ricerca applicata di interesse industriale e quindi trasformarsi fattivamente in ricchezza (sia pecuniaria che nell’accezione più vasta di patrimonio culturale, o know-how) per le aziende beneficiarie dell’iniziativa. In seconda istanza, trarranno beneficio dal progetto anche le Università ed i Centri di Ricerca, in quanto avranno la possibilità di confrontarsi su tematiche di concreto interesse applicativo industriale , disponendo dell’insostituibile bagaglio di esperienza delle aziende produttrici di sistemi o sottocomponenti del sistema veicolo. Ciò avrà pertanto positive ricadute anche in campo scientifico e tecnologico, permettendo la definizione di metodologie di calcolo e di simulazione sempre più accurate.Entrambi i soggetti attori del progetto avranno poi la possibilità di maturare, pur nell’ambito delle proprie competenze specifiche, un’ormai imprescindibile visione globale delle problematiche affrontate.Inoltre poiché il progetto specifico si pone come obiettivi concreti di ricerca il miglioramento della sicurezza attiva e passiva e la riduzione dell’impatto ambientale dei veicoli, siano essi per uso privato o per uso industriale, e l’aumento del comfort passeggeri, sarà in ultima istanza la collettività intera a trarre beneficio dai risultati conseguiti.Al tempo stesso il Centro potrà porsi come interlocutore privilegiato a chi, pur interessato a collaborazioni con l’Università ed a sfruttarne le competenze, ha trovato finora difficoltà di relazioni a causa di mancanza di informazioni. Il Centro potrà perciò veicolare in maniera ottimale le richieste del territorio indirizzandole ai gruppi di competenza.Le ricadute per l’Ateneo saranno: una razionale gestione delle risorse economiche che potranno scaturire da rapporti con il mondo industriale; una crescita culturale derivante dal confronto con problematiche di interesse industriale e con esperienze e competenze maturate fuori dal mondo accademico.

Si elencano brevemente le attività che prevedibilmente avranno delle ricadute per l’Ateneo e per il Territorio.

o modellazione dinamica e analisi strutturale di sistemi meccanici con acquisizione di attrezzature hardware e software;

o metodologie per la riduzione del rumore nelle ruote dentateo metodologie di analisi di meccanismi per macchine automaticheo metodologie per l’analisi vibrazionale di sistemi complessio metodologie per la previsione della stabilità strutturale

o applicazioni CAD, CAE, CAM.

o metodologie di progettazione per macchine del settore Packagingo modellazione solida per progettazione di utensili innovativi

o test meccanici sui materiali, prove di fatica; o prove statiche, dinamiche su componenti e sistemi meccanici;

o tecniche ed attrezzature per testing vibrazionale e certificazione secondo protocolli standard (es. NASA/ESA)

o monitoraggio delle vibrazioni e metodologie innovative di analisi datio Reverse-Engineering e prototipazione rapida.o modellazione termica e fluidodinamica di componenti meccanici, veicoli ed edifici

ALLEGATO A

Laboratorio di Computer Aided Design (CAD)II laboratorio è composto da alcuni Personal Computer di ultima generazione. I software installati sono dedicati alla progettazione meccanica. Consistono di svariati moduli dedicati a modellazione solida, modellazione superficiale, wireframe integrata, analisi agli elementi finiti, CAM, simulazione di meccanismi, ecc. Sono in particolare disponibili i pacchetti software elencati nel seguito.Software disponibile

o Design concettuale e la gestione di basi di conoscenzao Concept composer. o Knowledgist.o Sistemi CAD ed librerie di componenti normalizzati e commerciali:o Solidworkso Solidedge o Autocad o Tracepartso Gestione della progettazione:o DbWorkso Simulazione, prototipazione virtuale:o Visual Nastran 4do Visual Nastran Desktopo Cosmos workso Cosmos Motion

Laboratorio di Analisi Sperimentale delle Tensioni (LAST)II laboratorio è destinato a scopi didattici e di ricerca nello studio dei materiali e dei componenti per le costruzioni meccaniche ed è dotato di centraline estensimetriche.

Laboratorio di Progettazione Assistita di Strutture MeccanicheIl laboratorio è destinato ad attività di analisi numerica delle tensioni in organi meccanici. Il laboratorio è basato su un cluster di workstation con architettura x86 e sistema operativo Linux, con complessivi quattro processori AMD ad elevate prestazioni operanti in parallelo.Software disponibile

o FEM: MSC Marco BEM: Beasy

Laboratorio di Meccanica Computazionale (LaMC) Il laboratorio, destinato ad attività di ricerca teorica e applicata, è basato su un elaboratore ad elevate prestazioni DEC AXP 4000/720, dotato di due CPU. Su di esso è installato software per lo sviluppo di codici di calcolo strutturale e di fluidodinamica computazionale, le più diffuse librerie matematiche, codici per il calcolo simbolico, codici commerciali per l’analisi strutturale in campo statico (I-DEAS, SAMCEF) e dinamico (DYTRAN).

Laboratorio di Termografia Infrarossa e di Misure Termiche (TEIMIT)Il laboratorio, collocato presso i Laboratori Pesanti di Via Vignolese, è rivolto, oltre che al personale ricercatore, a studenti e laureandi dei Corsi di Laurea in Ingegneria dei Materiali, Ingegneria Meccanica ed Ingegneria Ambientale e del Corso di Laurea Specialistico in Ingegneria del Veicolo. È destinato a ricerche e sperimentazioni di termotecnica, energetica, controllo termico di macchine e di dispositivi. Inoltre consente l’esecuzione di esperienze nei settori della termodinamica applicata e della termocinetica.II laboratorio dispone di strumenti per rilievi di temperatura superficiale senza contatto Hughes/Avio Probeye Mod. TVS 2100-ST (rilievi all’infrarosso in banda spettrale 3-5 m, ac real-time a 1 frame/s via interfaccia GPIB) e Avio Mod. TVS 620 (rilievi all’infrarosso in banda spettrale 8-14 m, acquisizione real-time a 30 frame/s via interfaccia IEEE-1394 Firewire), corredati di software per analisi ed elaborazione delle immagini termografiche.Comprende inoltre la strumentazione di base per misure di temperatura mediante termocoppie e termoresistenze e la calibrazione dei sensori nonché una linea completa per l’acquisizione e l’elaborazione dei dati: sistemi multimetrici computerizzati National Instruments NI-4351 PCI e NI-4350 USB, HP/Agilent 4358A con multiplexer, calibratore a termoresistenze Corradi RP-7000, ice-point reference per termocoppie, bagno termostatico Julabo, misuratori di temperatura ed umidità ambiente, ambiente software di strumentazione virtuale National Instruments LabView.

Laboratorio di Analisi delle Vibrazioni (LVib)Il laboratorio è dotato di attrezzature che permettono la realizzazione di misure di vibrazione e accurate analisi modali di strutture e sistemi meccanici.La strumentazione e software presente in laboratorio è la seguente:

o Shaker V830T-SPA-K LDS, 9000 N, 0-3000 Hz. Per prove di vibrazione su grandi strutture o utilizzo come tavola vibrante monoassiale (per sistemi con massa inferiore a 300 kg).

o Shaker Bruel&Kiaer, 110 N, 0-10000 Hz. Per prove di vibrazione ed analisi modale su strutture di media grandezza o utilizzo come tavola vibrante monoassiale (per sistemi leggeri, massa inferiore a 2 kg)

o Uno shaker TiraVib, 18 N, 0-11000 Hz. Per prove di vibrazione ed analisi modale su strutture leggere.o Trasduttori e strumentazione per la misura delle vibrazioni. Misure accelerometriche e di spostamento.

Eccitazione impulsiva strumentata. Accelerometri micro e medi: 0-10000 Hz. Celle di carico statiche e dinamiche fino a 20000 N.

o Sistema di acquisizione LMS SCADAS III (4 canali di input e 2 canali di output) con software CADA-X: signal processing; output sinusoidale retroazionato; altri output in catena aperta; identificazione parametrica e analisi modale.

o Scheda di acquisizione National Instruments (2 canali di input e 2 canali di output), con Lab-View signal processing software ed ambiente di sviluppo. Software per eccitazione sweep in catena aperta; sinusoidale in retroazione; eccitazione impusiva; determinazione delle funzioni di trasferimento.

o Analizzatore di spettro real-time Ono-Sokky (2 canali di input and 2 canali di output). Eccitazione in catena aperta: sinusoidale, impulsiva, random ecc.

o Scheda di acquisizione 8 canali National Instruments portatile, per Laptop.o Software Visual Nastran 4D per analisi di meccanismi 3D e modulo per analisi strutturaleo Software MSC Marc per analisi strutturale.

Laboratorio di AcusticaII laboratorio, collocato presso i Laboratori Pesanti di Via Vignolese, è destinato allo sviluppo di ricerche e sperimentazioni nel campo dell’acustica. Esso dispone di un fonometro e di un analizzatore FFT. In ambito didattico, il laboratorio è rivolto a studenti degli ultimi anni e a laureandi dei Corsi di Laurea in Ingegneria dei Materiali, Ingegneria Meccanica ed Ingegneria Ambientale.

Laboratorio di TermofluidodinamicaII laboratorio è destinato allo sviluppo di ricerche e sperimentazioni nel campo della termofluidodinamica.Presso i Laboratori Pesanti di Via Vignolese è collocato uno strumento per la misura del campo di velocità all’interno di liquidi. Lo strumento, modello DOP 2000, sfrutta la tecnica Pulsed Doppler, basata sull’emissione di una serie di brevi impulsi ultrasonici: i segnali riflessi sono campionati e confrontati con quelli emessi dallo strumento, al fine di ricostruire la velocità delle particelle in sospensione e, dunque, del fluido sulla base della la differenza tra frequenza di emissione e frequenza del segnale riflesso. La tecnica risulta particolarmente idonea alla misurazione di profili di velocità all’interno di condotti e di sistemi chiusi, per i quali non sia disponibile un accesso ottico e, comunque, nei casi in cui si voglia ottenere un rilievo non intrusivo del campo di moto; inoltre, in virtù dell’elevata risposta in frequenza, è possibile ricostruire l’andamento temporale del campo di velocità.Per calibrazione dello strumento sopra descritto e per l’esecuzione di esperienze didattiche, il laboratorio di termofluidodinamica dispone anche di un sistema di prova a liquido a circuito chiuso. I risultati sperimentali ottenuti sono utilizzati, nell’ambito delle attività di ricerca svolte presso il DIMeC sulla termofluidodinamica computazionale, per validare gli analoghi risultati numerici prodotti tramite codici di calcolo CFD industriali (Fluent) ed autocostruiti (in ambiente Visual Fortran e Matlab).Sempre presso i Laboratori Pesanti è collocato un banco prova per ventilatori industriali conforme alle norme UNI EN ISO 5167-1 (misure di portata di fluidi mediante dispositivi a pressione differenziale) e UNI 10023 (caratterizzazione di ventilatori industriali). Questo prevede l’installazione del ventilatore con aspirazione nella porzione terminale della condotta (lunghezza 8 m, diametro 400 mm) e mandata libera alla pressione ambiente; approssimativamente a metà della condotta sono posizionati il diaframma (intercambiabile per variare la sezione di passaggio e, quindi, effettuare accurate misurazioni in un vasto range di portate) e le prese di pressione, conformi alle norme sopra citate. La stazione di alimentazione del ventilatore da caratterizzare è costituita da un inverter che consente il controllo del regime di rotazione.Le attività del laboratorio di termofluidodinamica sono supportate dalla disponibilità di strumenti anemometrici portatili a filo caldo. Inoltre, è in via di implementazione una completa linea di sonde e di strumenti per l’acquisizione e l’elaborazione dei dati.

Laboratorio di Sperimentazione sui Motori EndotermiciII laboratorio, attualmente in stato di avanzato allestimento presso i Laboratori Pesanti di Via Vignolese, comprende un banco di flussaggio per la progettazione dei condotti di aspirazione e scarico di motori a combustione interna.

Tale banco di flussaggio (essenzialmente composto da una soffiante centrifuga a cinque stadi raffigurata accanto, un sistema di valvole per l’inversione del flusso, un serbatoio di calma, un tratto di condotta rettilineo in cui è inserito un misuratore di portata ad elevata precisione ed un serbatoio con flangia universale per attacco motore) consentirà di valutare la permeabilità di differenti geometrie di sistemi di aspirazione e scarico ed individuare l’eventuale formazione di distacchi di vena all’interno dei condotti, responsabili di cadute del rendimento volumetrico. I risultati sperimentali ottenuti potranno essere confrontati con gli analoghi risultati numerici derivanti dalle simulazioni del flusso attraverso le valvole e nel cilindro, realizzate, nell’ambito delle attività di ricerca svolte presso il DIMeC sui motori endotermici, tramite codici di calcolo industriali 3-D “general purpose” per la simulazione del flusso attraverso le valvole e nel cilindro (STAR di Computational Dynamics, VECTIS di Ricardo Software e, recentemente, FIRE di AVL).

Laboratorio di Oleodinamica (OLAB)II laboratorio, collocato presso i Laboratori Pesanti di Via Vignolese, è costituito da apparecchiature e strumentazioni da dedicare alla didattica frontale, e da un gruppo di calcolatori, alloggiati presso le sedi di Via Vignolese e Via Campi (CICAIA), destinati alla modellazione numerica di macchine, componenti e sistemi complessi.Nella struttura dedicata alla didattica trovano spazio un gruppo di generazione di potenza idraulica da 40 kW, due pannelli didattici (allestiti con diverse soluzioni circuitali) per l’analisi delle più comuni modalità di attuazione di gruppi motori, nonché esemplari di macchine volumetriche e di componenti di regolazione. Tale sezione è prevalentemente rivolta allo svolgimento di seminari, lezioni ed esercitazioni per studenti e laureandi dei Corsi di Laurea in Ingegneria Meccanica ed in Ingegneria dei Materiali.Il laboratorio è dotato anche di risorse hardware e software destinate allo sviluppo di attività di ricerca, sia applicata che di base, nel settore delle macchine, dei componenti e dei circuiti oleoidraulici. A1 momento risultano attive due workstation SUN e quattro PC, utilizzati per l’analisi fluidodinamica computazionale dei campo di moto all’interno di geometrie complesse, per la messa a punto di modelli per lo studio dei comportamento stazionario e quasi stazionario di macchine volumetriche, nonché per 1’analisi del comportamento dinamico di sistemi di regolazione della potenza idraulica. Queste attività prevedono sia la messa a punto di codici di calcolo utilizzando piattaforme di programmazione standard (come Visual Fortran e Visual Basic), sia l’utilizzo di codici di calcolo commerciali (quali Cosmos Design Star, MATLAB e AMESim).

Laboratorio di Analisi Ambientali (LAAMB)Il laboratorio è dotato di attrezzature destinate al trattamento di campioni ambientali per successive valutazioni di concentrazioni di inquinanti in varie matrici (aria, acqua, suolo). Esso è composto da:- Laboratorio “pulito”, con due cappe a flusso laminare Classe 100, dotato di impianto di produzione e distribuzione di

acqua ultra pura (Millipore), lavavetrerie, pulitore a ultrasuoni, nel quale i campioni vengono trattati con vetrerie e materiali di laboratorio selezionati e condizionati e reagenti ultra puri

- Centrifuga ad alta velocità (18000rpm) BEKMAN J2-21 MC- Cappa (glove-box) portatile Classe 100 in atmosfera condizionata frigorifero da ricerca (+4°C ; –20°C)- Laboratorio di chimica “sporca” per lavaggi preliminari- Rivelatore Canberra Ge iperpuro per misure di attività gamma con pozzetto di Pb e catena elettronica di acquisizione,

MCA simulato su calcolatore- Impattore multistadio per la misura di aerosol su dodici classi dimensionali (0.004 m – 8 m) SDI (small Deposit

Impactor)Il laboratorio è inoltre dotato di software per la simulazione della dispersione di inquinanti in atmosfera (ISC3, CALPUFF).

Laboratorio di Tecnologia Meccanica – Sistemi per la Reverse Engineering e lo Sviluppo di ProdottoGli strumenti di cui è dotato il laboratorio, collocato presso i Laboratori Pesanti di Via Vignolese, consentono di approfondire varie tematiche connesse con lo studio del processo di sviluppo di prodotto-sistema di produzione-processo. Consentono, inoltre, di indagare le problematiche legate all’applicazione di tecniche di Time Compression (TC) allo sviluppo di manufatti ergonomici.In particolare, gli strumenti hardware e software a disposizione del gruppo di ricerca permettono di approfondire l’intero processo di sviluppo di prodotto, sia dal punto di vista didattico che di ricerca. La possibilità di valutare l’efficacia di applicazione delle più innovative tecniche di TC a processi produttivi consolidati rappresenta una notevole potenzialità di trasferimento di competenze tecnologiche verso la realtà industriale locale.Strumenti:• Scanner L.A.S.E.R. Real Scan USB – 3D Digital Corp.• Scanner 3D Picza Pix-3 – Roland DG Corporation• Plotter 3D Modela MDX-3 – Roland DG Corporation• Software Rapidform 2002 – Inus Technology, Inc.• Software Magics RP – Materialise NV• Software CAD SolidWorks – SolidWorks Corporation• Software CAD/CAM – Vero International Software

• Fresatrice didattica EMCO F1-CNC

Laboratorio di Tecnologia Meccanica – Prove Tecnologiche ed Analisi MicroscopicaIl laboratorio, collocato presso i Laboratori Pesanti di Via Vignolese, è dotato delle strumentazioni per le principali prove tecnologiche volte alla caratterizzazione di manufatti e materiali in funzione dei parametri di lavorazione, necessaria all’ottimizzazione di processo. È inoltre disponibile un settore predisposto per l’analisi ottica ed elettronica dei campioni, finalizzato alla determinazione dei micromeccanismi che intervengono in processi di lavorazione o su materiali non convenzionali. Strumenti:• Microdurometro Vickers Remet – HX-1000• Misuratore di durezza Rockwell/Brinell – ERNST Modello NR3D• Durometro Shore A /D – AFFRI• Rugosimetro a tastatore meccanico – DIAVITE DH-5• Macchina per prove meccaniche fino a 100kN – ITALSIGMA 100• Macchina per prove meccaniche fino a 20kN – ITALSIGMA 20• Macchina per prove meccaniche fino a 5kN – INSTRON• Microscopio fino a 1000x – NIKON• Macroscopio fino a 64x – WILD N3Z Heervrugg• Videocamera CCD a colori HYPER HEAD SONY (collegata al macro- o microscopio)Il gruppo di ricerca si avvale inoltre dei due microscopi elettronici a scansione disponibili presso il C.I.G.S. (Philips XL-30, Philips XL-40) e relativi sistemi di microanalisi a raggi X.