FONDAMENTI DI COSTRUZIONE DI MACCHINE

FONDAMENTI DI COSTRUZIONE DI MACCHINE

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iten
Codice
94800
ANNO ACCADEMICO
2021/2022
CFU
5 cfu al 2° anno di 8784 INGEGNERIA MECCANICA (L-9) LA SPEZIA
SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE
ING-IND/14
LINGUA
Italiano
SEDE
LA SPEZIA (INGEGNERIA MECCANICA )
periodo
2° Semestre
materiale didattico

PRESENTAZIONE

Il corso di Fondamenti di Costruzione di Macchine si propone di fornire agli allievi gli strumenti e le metodologie analitiche necessarie ad una corretta comprensione ed applicazione dei criteri di progettazione strutturale in campo statico dei principali organi meccanici

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Il corso di Fondamenti di Costruzione di Macchine si propone di fornire agli allievi gli strumenti e le metodologie analitiche necessarie ad una corretta comprensione ed applicazione dei criteri di progettazione strutturale in campo statico dei principali organi meccanici

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

L’insegnamento si propone di fornire agli studenti le metodologie e gli strumenti analitici per lo studio dello stato di tensione/deformazione nei solidi e nelle strutture ai fini della valutazione della resistenza in campo statico, con particolare riferimento agli elementi meccanici riconducibili al modello “trave”.

La frequenza alle lezioni frontali e alle esercitazioni guidate e lo studio individuale consentiranno allo studente di:

  • apprendere gli aspetti generali della Meccanica Strutturale, intesa come studio analitico del corpo rigido e deformabile
  • acquisire modalità di calcolo volte allo studio di modelli di complessità crescente della meccanica dei solidi,
  • raggiungere un’ottima capacità di analisi dell’equilibrio statico del corpo rigido e deformabile e del relativo stato di tensione/deformazione, con particolare riferimento a modelli di solidi traviformi, in presenza di una qualsiasi condizione di carico e con le varie e possibili loro combinazioni
  • acquisire la capacità di estendere i principi imparati a strutture composte da varie travi
  • padroneggiare l’uso delle caratteristiche meccaniche dei materiali maggiormente utilizzati in ambito meccanico e strutturale nell’ambito statico
  • raggiungere una chiara visione degli aspetti fisici dei comportamenti strutturali analizzati

Modalità didattiche

Le lezioni frontali, unitamente allo svolgimento di numerosi esercizi, anche sotto la forma di esercitazioni guidate, forniscono allo studente un metodo logico ed ordinato da seguire nelle applicazioni della teoria. Tutti gli esempi/esercizi risolti utilizzano questa metodologia in modo da favorire una buona assimilazione dei principi teorici, procedendo passo passo dall’esempio semplice a quello più complesso ed articolato,  e una buona esperienza nella soluzione dei problemi. A partire dai concetti fondamentali di deformazione e tensione, se ne mostra la loro correlazione analizzando il comportamento manifestato sperimentalmente dai materiali, con particolare riferimento ai materiali d’uso comune nel campo dell’ingegneria, ricorrendo a foto, visione di campioni di prove sperimentali, video.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Equilibrio statico dei sistemi meccanici: definizione di corpo rigido e corpo deformabile; vincoli e loro tipologie; equazioni di equilibrio e determinazione delle reazioni vincolari; calcolo reazioni vincolari per travi ad asse rettilineo, ad asse continuo ma non rettilineo; caratteristiche di sollecitazione N,M,T, convenzione dei segni e relativi diagrammi; legame differenziale tra taglio e momento flettente

Introduzione di vincoli interni ed equazione ausiliaria; considerazioni di simmetria ed antisimmetria;

Geometria delle aree : momento statico, baricentri, momenti del 2 ordine rispetto ad un asse, rispetto ad un polo, momento centrifugo; teorema di trasposizione dei momenti quadratici ; momenti principali di inerzia, proprietà degli assi principali di inerzia;  combinazione di sezioni di varia forma;

Ipotesi piccole deformazioni;
Sovrapposizione degli effetti; principio di De Saint- Venant

Equazioni di equilibrio, congruenza, legame

Calcolo di stati semplici di tensione:

  1. trazione; rigidezza assiale, lavoro di deformazione; effetto temperatura
  2. flessione retta; asse neutro, conservazione sezioni piane; sforzi in travi inflesse; lavoro di deformazione;
  3. flessione deviata
  4. taglio: teoria approssimata
  5. torsione, sezioni circolari piene e cave, sezioni rettangolari, sezioni sottili chiuse ed aperte

Trasformazione di tensione: stati composti; cerchio di Mohr; tensioni principali

Tensioni limite per materiali duttili e fragili, coefficiente di sicurezza; criteri di resistenza in campo statico

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Russell C. Hibbeler "Meccanica dei solidi e delle strutture - Teoria ed applicazioni"  ,Pearson Italia - Milano, 2012

Aurelio Soma' "Fondamenti di meccanica strutturale" , Levrotto & Bella - Torino, 2016

Vergani L., Meccanica dei materiali, Mc-Graw Hill Companies, 2006

DOCENTI E COMMISSIONI

Ricevimento: Il docente è disponibile per il ricevimento di studenti/laureandi sia al termine di ciascuna lezione sia su appuntamento in presenza oppure tramite riunione Teams.

LEZIONI

Modalità didattiche

Le lezioni frontali, unitamente allo svolgimento di numerosi esercizi, anche sotto la forma di esercitazioni guidate, forniscono allo studente un metodo logico ed ordinato da seguire nelle applicazioni della teoria. Tutti gli esempi/esercizi risolti utilizzano questa metodologia in modo da favorire una buona assimilazione dei principi teorici, procedendo passo passo dall’esempio semplice a quello più complesso ed articolato,  e una buona esperienza nella soluzione dei problemi. A partire dai concetti fondamentali di deformazione e tensione, se ne mostra la loro correlazione analizzando il comportamento manifestato sperimentalmente dai materiali, con particolare riferimento ai materiali d’uso comune nel campo dell’ingegneria, ricorrendo a foto, visione di campioni di prove sperimentali, video.

ORARI

L'orario di tutti gli insegnamenti è consultabile su EasyAcademy.

ESAMI

Modalità d'esame

L'esame prevede una prova scritta ed una prova orale.

La prova scritta ha una durata di 2 ore e prevede lo svolgimento di due esercizi, di peso diverso. Durante la prova è consentito solo l'uso della calcolatrice. I cellulari dovranno essere spenti.

Possono accedere alla prova orale coloro che ottengono una votazione di almeno 18/30 per la prova scritta. Chi non superasse la prova scritta dovrà ripeterla in un qualsiasi appello ufficiale.

L'orale, che può essere sostenuto entro un anno solare dal superamento della prova scritta, prevede due domande relative alla parte teorica sviluppata durante le lezioni e/o alla prova scritta sostenuta, come commento critico. L'orale eventualmente non superato non inficia la prova scritta che può essere riutilizzata in futuro (entro un anno).

Il voto finale è dato dalla media aritmetica dei voti della prova orale e della prova scritta.

Modalità di accertamento

Con la prova scritta è valutata la capacità dello studente di:

  • calcolare correttamente le proprietà di area di figure proposte, spesso sezione schematica di elementi reali
  • valutare l’efficacia dei vincoli applicati alla struttura in studio
  • tracciare le caratteristiche di sollecitazione nei tratti specificati
  • individuare le zone più sollecitate
  • dimensionare i punti critici scegliendo il materiale adatto

La prova orale verte sugli argomenti trattati durante le lezioni frontali e ha lo scopo di valutare in che misura lo studente:

  • ha assimilato un livello adeguato di conoscenze in merito alle teorie della Meccanica strutturale
  • ha acquisito la capacità di affrontare con logica problemi che verranno posti nel corso della prova
  • è in grado di illustrare teorie e risolvere problemi
  • ha assimilato un livello adeguato di conoscenze in merito al comportamento meccanico in campo statico dei materiali più comunemente usati in ambito meccanico
  • si esprime con chiarezza
  • usa la terminologia appropriata