PRESENTAZIONE

Il corso fornisce le conoscenze di base delle costruzioni navali e dei carichi di utilizzati per la loro progettazione. Partendo dalla presentazione della nomenclatura classica del settore navale, il corso si sviluppa nel settore più specifico delle costruzioni in acciaio con una parte iniziale dedicata al lay out strutturale delle tipologie di navi più comuni ed una seconda parte in cui vengono illustrate le metodologie di base per il calcolo dei carichi di progetto.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Scopo del corso è quello di illustrare agli studenti i fondamenti della costruzione navale, utilizzando metodi e linguaggi appropriati per la descrizione dello scafo e dei suoi componenti. Sono descritte in dettaglio le diverse tipologie di costruzioni navali, dall’impostazione del lay-out strutturale generale alle diverse soluzioni dei dettagli strutturali più ricorrenti per ognuna di esse, inclusi i principali componenti di allestimento di scafo. Il corso si propone inoltre di evidenziare la funzione dei diversi elementi che compongono lo scafo, con una visione dapprima globale e poi particolare, facendo riferimento ai concetti più elementari della robustezza strutturale.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Il corso è articolato in due parti principali che vengono affrontate nel primo e nel secondo semestre rispettivamente.

Nel primo semestre viene presentata una introduzione alla conoscenza del mondo navale in genere lo scopo della quale è quello e mira a far acquisire allo studente la nomenclatura tradizionale e moderna sia nel settore tecnico che in quello normativo.

Successivamente si passa allo studio di tutti i materiali per le costruzioni navali e delle relative prove sperimentali per la loro caratterizzazione. In questa fase lo studente acquisisce anche i criteri fondamentali per il dimensionamento di semplici componenti che lo rendono pronto ad affrontare anche i corsi successivi più complessi di dimensionamento strutturale (Costruzioni Navali II).

Vengono poi presentate le tipologie strutturali tipiche dello scafo, dapprima per una nave generica e poi per tutte le tipologie mercantili più importanti. In questa fase lo studente deve esercitare e sviluppare al meglio la tecnica del disegno manuale, attività questa tuttora necessaria per illustrare velocemente ed efficacemente le soluzioni strutturali a colleghi e maestranze. Agli schizzi così tracciati segue poi lo sviluppo con tecniche CAD apprese nel corso di Disegno Assistito che si tiene anch'esso al primo anno.

Nel secondo semestre si passa all'illustrazione delle metodologie di base per la determinazione dei carichi di progetto da utilizzare nel dimensionamento delle strutture dello scafo e per la verifica della relativa robustezza globale. Vengono passate in rassegna le procedure classiche basate sia su approcci empirici che su principi scientifici, nonchè quelle fornite dalle normative delle Società di Classifica. Completa questa seconda parte un programma di esercitazioni che interessa tutti gli argomenti affrontati a lezione. Al termine del secondo semestre gli studenti sono quindi in grado di eseguire una verifica completa della robustezza longitudinale dello scafo, a partire dalla determinazione dei carichi fino al calcolo dello stato di sollecitazione della sezione maestra.

MODALITA' DIDATTICHE

Il corso è svolto mediante lezioni frontali dal docente con l'ausilio di presentazioni Power Point per meglio illustrare mediante immagini le tipologie strutturali e le caratteristiche funzionali delle navi.

Ad integrazione delle lezioni sono previste sia esercitazioni in cui il docente esegue alla lavagna disegni di strutture di navi mercantili che gli studenti devono copiare per sviluppare la capacità del disegno manuale, sia esercitazioni per la realizzazione di fogli di calcolo Excel per la determinazione dei carichi di progetto e l'esecuzione delle verifiche di robustezza globale dello scafo.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Il programma del corso è articolato in due parti principali che vengono svolte nel primo e nel secondo semestre rispettivamente.

Prima parte (primo semestre):

Presentazione delle basi propedeutiche al tema delle costruzioni navali e nomenclatura fondamentale del settore. Definizione delle parti principali dello scafo: dimensioni e rapporti geometrici caratteristici. Peculiarità del disegno tecnico navale, sue convenzioni e disegni tipici nel processo progettuale di una costruzione navale. Definizione delle parti principali dello scafo: dimensioni e rapporti geometrici caratteristici. Peculiarità del disegno tecnico navale, sue convenzioni e disegni tipici nel processo progettuale di una costruzione navale.

Suddivisione del naviglio nelle tre categorie principali: navi mercantili, militari e da diporto. Classificazione in funzione del tipo di propulsione e del materiale da costruzione. Presentazione del quadro normativo navale, degli enti interessati e di sorveglianza e principali regolamentazioni: Società di Classifica, IMO, SOLAS, MARPOL, Bordo Libero.

Definizioni generali e componenti dello scafo. Dimensioni principali e coefficienti di forma caratteristici. Equilibrio alla traslazione e alla rotazione: assetto della nave. Suddivisione interna dei volumi di scafo: paratie, ponti e sovrastrutture. Dislocamento: nave scarica ed asciutta, portata lorda, portata netta, stazza. Suddivisione del dislocamento in pesi elementari. Tipi di progetto: di fattibilità, preliminare, contrattuale e costruttivo.

Rassegna sintetica delle diverse tipologie di navi mercantili.

Principi di analisi strutturale: breve sintesi delle caratteristiche di sollecitazione principali (sforzo normale, flessione, taglio e torsione). Prove sui materiali e caratteristiche fisico-meccaniche dei materiali per le costruzioni navali. Tabella con i costi della materia prima e del materiale messo in opera. Tipi di travi e calcolo delle caratteristiche geometriche della sezione trasversale: baricentro, momento d'inerzia e modulo di resistenza. 

Suddivisione interna dello scafo: ponti, paratie trasversali e longitudinali. Tipologie strutturali dello scafo: scafi a struttura trasversale, longitudinale e mista con relativa nomenclatura. Tipi di linea convenzionali per il disegno navale, loro significato e utilizzo.

Metodi di giunzione dei componenti strutturali in acciaio. Breve cenno sulla chiodatura. Principi generali della saldatura, con particolare riferimento alla preparazione delle lamiere e relativa simbologia. Scarichi di saldatura e dettagli di scafo conseguenti. Saldatura automatica, saldatura dell'alluminio TIG e MIG.

Illustrazione dei componenti strutturali di una nave generica in acciaio. Strutture del fondo, dei fianchi e del ponte. Paratie stagne trasversali a montanti, a traverse e corrugate. Strutture di prora e della poppa. Sviluppo fasciame. Attrezzature di un cantiere per le costruzioni in acciaio. Protezione del materiale dalla corrosione (acciaio) e dalle correnti parassite (alluminio), vernici anticorrosive e antivegetative.

Tipologie navali specifiche. Vengono descritte funzioni, particolarità e caratteristiche fondamentali delle strutture di navi da carico generale, petroliere, portarinfuse, portacontenitori, roll on-roll off, traghetti, gasiere e unità da lavoro quali rimorchiatori portuali, d'altura, pescherecci e rompighiaccio.

Seconda parte (secondo semestre)

Carichi statici e dinamici. Forze interne ed esterne. Carichi d'onda. Carichi globali, locali e terziari. Carichi impulsivi.

Robustezza longitudinale dello scafo: momento flettente in acqua tranquilla e momento flettente d'onda.

Momento flettente statico (in acqua tranquilla). Determinazione della distribuzione dei pesi e diagramma dei pesi. Diagramma delle spinte idrostatiche. Equilibrio tra pesi e spinte, utilizzo del diagramma di Bonjean per la determinazione dell'assetto di equilibrio. Diagramma del carico (spinte-pesi), del taglio e del momento flettente. Calcolo del modulo di resistenza della sezione maestra e del relativo stato di sollecitazione.

Metodi per la determinazione del diagramma dei pesi approssimato: metodo del Lloyd's Register, metodo di Arnott, metodo di Dahlmann.

Momento flettente d'onda. Calcolo del momento flettente d'onda con il metodo grafico. Formule parametriche del Registro Italiano Navale. Formula francese. Metodo di Murray.

Momento flettente torcente. Calcolo delle sollecitazioni di torsione statica e dinamica, fenomeno di warping.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Registro Italiano Navale, “Regolamento per la nautica diporto”, Genova 1995.

D.Boote, “Elementi di Costruzioni Navali”, Dispense del Corso, Facoltà di Architettura, Genova 1991.

Autori Vari, Ship Design and Construction, SNAME, Ed. 2003.

Autori Vari, Principles of Naval Architecture, SNAME, Ed. 1988.

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

DARIO BOOTE (Presidente)

TOMASO GAGGERO (Presidente)

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Le lezioni si svolgono nel primo e nel secondo semestre con inizio la penultima settimana di settembre e termine l'ultima settimana di maggio, con una pausa nelle Festività Natalizie e nei mesi di gennaio e febbraio dedicata alla preparazione degli esami. Lezioni addizionali di recupero sono previste in caso di festività ricorrenti nelle giornate di lezione o per assenze del docente.

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

La modalità con la quale viene valutato l'apprendimento dello studente consiste in un esame di profitto che si articola in una prova scritta e un colloquio orale relativi a tutto il programma del corso. Sono previsti tre appelli nella sessione estiva (giugno, luglio e settembre) e due appelli in quella invernale (gennaio e febbraio).

La prova scritta consiste in:

n.2 domande in cui il candidato deve sviluppare a mano libera dei disegni tecnici relativi ad alcuni componenti strutturali di una nave mercantile. I disegni devono essere quotati e dimensionati in modo indicativo.

n.3 domande riguardanti la parte generale e teorica con risposta aperta.

n.1 domanda in cui il candidato deve calcolare il modulo di resistenza di una sezione di trave composta.

I candidati devono presentarsi allo scritto muniti di fogli protocollo a quadretti, penne, matite, gomma e squadre da disegno, nonchè calcolatrice. Non è consentito utilizzare appunti o testi e non sono ammessi palmari o telefonini.

Per poter essere ammessi all'orale il candidato deve conseguire la sufficienza dello scritto e, comunque, la sufficienza alle due prime domande. I risultati della prova scritta vengono pubblicati su AulaWeb.

La prova orale avviene solitamente dopo 10-15 giorni dalla data dello scritto a seconda del numero dei partecipanti e consiste in tre parti:

1) nella prima parte viene posto allo studente un semplice problema relativo alla verifica di robustezza longitudinale dello scafo di una nave. Lo studente deve impostare la soluzione in modo grafico su carta ed ha a disposizione 15 minuti;

2) nella seconda parte lo studente completerà la soluzione del problema di cui sopra e, successivamente risponderà a domande relative a tutto il programma svolto nel primo e secondo semestre.

3) lo studente dovrà infine presentare una relazione sulle esercitazioni svolte nel corso dell'anno.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

La prova scritta mira tipicamente ad accertare la capacità di risolvere problemi ingegneristici di complessità tale da poter essere affrontati in un tempo pari ad alcune ore, con impiego di mezzi di calcolo semplici (calcolatrice con le quattro operazioni e semplici funzioni matematiche) ed è tendenzialmente orientata al saper impostare il progetto del lay out strutturale di una unità navale da diporto.

Il colloquio completa l’esame scritto qualora questo sia stato valutato sufficiente (con votazione maggiore a 18/30), trattando gli argomenti il cui apprendimento non è direttamente verificabile con detta prova. Nel colloquio sono poste al candidato domande che richiedono la soluzione di semplici problemi alla lavagna. Il colloquio orale costituisce inoltre una verifica della capacità comunicativa dello studente.

La relazione sulle esercitazioni svolte nel corso del secondo semestre mostra la capacità dello studente di seguire, memorizzare e sintetizzare le varie attività presentate dal docente.

Calendario appelli

ALTRE INFORMAZIONI

Modalità di iscrizione alla prova scritta

Per problemi di prenotazione delle aule e di stampa dei testi dello scritto, è obbligatorio iscriversi utilizzando la modalità on-line (dal portale dell’Ateneo servizi agli studenti), INDEROGABILMENTE ALMENO 3 GIORNI PRIMA del giorno della prova.

I candidati devono presentarsi allo scritto muniti di fogli protocollo a quadretti, penne, matite, gomma e squadre da disegno, nonchè calcolatrice. Non è consentito utilizzare appunti o testi e non sono ammessi palmari o telefonini.

Modalità di iscrizione alla prova orale

Dopo la correzione della prova scritta il docente pubblica i risultati su AulaWeb con data, ora e luogo di svolgimento della prova orale. Non è necessario iscriversi in nessuna lista. Lo studente che per motivi gravi non può presentarsi all'orale è tenuto a presentare una giustificazione scritta. Se la giustificazione è ritenuta valida lo studente potrà sostenere l'esame orale nell'appello successivo senza sostenere nuovamente lo scritto. I candidati che non si presenteranno all'orale si considerano come se avessero rifiutato il voto dello scritto e saranno tenuti a sostenerlo nuovamente nell'appello successivo.