OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

L'insegnamento si propone di fornire agli allievi gli strumenti e le metodologie per l'analisi e la progettazione strutturale per la resistenza statica, contro la frattura fragile e a fatica dei principali organi delle macchine e per il dimensionamento dinamico degli alberi. Inoltre l'insegnamento si propone l'illustrazione dei metodi che consentono all'Ingegnere di passare dall'idea al disegno esecutivo di un prodotto industriale, di fornire agli allievi le conoscenze necessarie per la classificazione, rappresentazione e scelta dei componenti di serie e di introdurre i fondamenti del disegno orientato alla integrazione della progettazione con la produzione

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

L’insegnamento si propone di fornire agli allievi le conoscenze di base sui criteri di progettazione strutturale (progettazione per la resistenza statica, progettazione in presenza di scorrimento viscoso, progettazione contro la frattura fragile, progettazione a fatica ed a carico di punta) e le metodologie e gli strumenti per l’analisi e la progettazione strutturale dei principali organi meccanici.
Inoltre l’insegnamento si propone di introdurre l’allievo alla progettazione di prodotto, con particolare riferimento alla scelta degli elementi costruttivi ed al processo di progettazione e di montaggio, tenendo in conto le principali implicazioni sulla sicurezza, la produzione, il costo, e lo smaltimento.. I risultati d'apprendimento conseguiti al termine delle lezioni dovranno emergere nello svolgimento della prova d'esame (parte scritta) , nel corso della quale lo studente dovrà dimostrare di saper risolvere semplici problemi di progettazione/verifica strutturale con produzione di risultati numerici corretti (nei limiti di una ragionevole soglia tecnica di approssimazione)

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni ed esercitazioni integrate svolte dal docente titolare del corso

PROGRAMMA/CONTENUTO

Parte I – Fondamenti della Costruzione di macchine

Meccanica dei solidi e delle strutture

Stato di tensione e stato di deformazione nei solidi (richiami). Problemi speciali di meccanica dei solidi. Problemi piani di tensione e di deformazione. Problemi assialsimmetrici.  Problemi speciali di meccanica delle strutture. Teoria delle travi (richiami). Tensioni di contatto. Materiali da costruzione convenzionali e non convenzionali (richiami e cenni).

Parte II – Criteri di progettazione strutturale

Progettazione per la resistenza statica

Resistenza statica dei materiali. Tensione ideale o equivalente. Criteri di resistenza per i materiali duttili. Criteri di resistenza per i materiali fragili. Condizione di sicurezza per la resistenza statica: tensione limite, fattore di sicurezza, tensione ammissibile, margine di sicurezza. Concentrazione delle tensioni. Intagli e loro effetto. Fattore teorico e fattore sperimentale di concentrazione delle tensioni. Condizione di sicurezza per la resistenza statica in presenza di intagli.

Progettazione a fatica

Fatica nei materiali metallici. Fatica ad alto numero di cicli. Curve di Wöhler.  Influenza della tensione media. Intagli e loro influenza. Fattore dimensionale. Fattore superficiale. Condizione di sicurezza per sollecitazioni ad ampiezza costante. Condizione di sicurezza per sollecitazioni ad ampiezza variabile.  Danneggiamento cumulato.

Progettazione contro la frattura di schianto

Frattura fragile in presenza di difetti tipo cricche. Meccanica della frattura lineare elastica (MFLE).  Fattore di

intensificazione delle tensioni. Zona plasticizzata all’apice delle cricche. Tenacità a frattura. Condizione di sicurezza secondo i criteri della MFLE. Propagazione delle cricche per fatica (cenni).

Progettazione in presenza di scorrimento viscoso (creep)

Scorrimento viscoso nei materiali metallici. Prova di scorrimento viscoso. Parametro di Larson Miller. Condizione di sicurezza in presenza di scorrimento viscoso.

Progettazione contro l’instabilità elastica

Carico di punta. Carico euleriano nelle travi compresse. Metodo χ .

Parte III – Progettazione degli organi meccanici

Recipienti e tubazioni

Recipienti e tubi cilindrici. Recipienti sferici. Recipienti per alte pressioni.

Dischi rotanti

Dischi rotanti di spessore costante. Tamburi rotanti. Disco con corona e mozzo.

Collegamenti non smontabili

Saldature. Chiodature e rivettature. Incollaggi. Collegamenti forzati.

Collegamenti smontabili e viti di manovra

Filettature. Viti di manovra. Giunzioni bullonate. Viti di arresto (cenni).

Elementi per la trasmissione del moto tra organi coassiali

Chiavette. Linguette. Spine.

Collegamenti elastici

Molle ad elica. Molle a balestra. Molle a tazza

Organi per la trasmissione di potenza e il sollevamento

Ruote dentate. Elementi flessibili. Cinghie, funi, catene (cenni)

Organi per immagazzinare o trasferire l’energia associata al moto rotatorio (cenni)

Freni. Frizioni e Innesti. Volani.

Cuscinetti

Cuscinetti volventi. Principi della lubrificazione idrodinamica (cenni). Cuscinetti idrodinamici.

Assi e alberi

Dimensionamento statico. Dimensionamento dinamico.

Organi per la trasformazione del moto

Alberi a gomito. Bielle.

Parte IV – Elementi di progettazione di prodotto

Processo di progettazione. Progetto concettuale. Progetto costruttivo. Scelta di  tolleranze di lavorazione,

tolleranze dimensionali, accoppiamenti, finitura superficiale.

Progettazione per la sicurezza, la produzione, il costo, il montaggio, lo smaltimento.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Testi di consultazione:

Appunti (dispense) del docente

De Paulis A., Manfredi E., Costruzione di macchine, Pearson Italia, Milano, 2012

Chirone, E., Tornincasa, S., Disegno tecnico industriale, Ed. Il Capitello - Torino, 2011

Medri G., Cenni di progettazione di prodotto, Liguori Editore, 2008

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

ALESSANDRO REBORA (Presidente)

MARGHERITA MONTI

MASSIMILIANO AVALLE (Presidente Supplente)

LEZIONI

Orari delle lezioni

COSTRUZIONE E DISEGNO DI MACCHINE

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Esame con prova scritta ed orale contestuali. La prova scritta consiste nella soluzione di 1-2 esercizi. La prova orale consiste in 1-2 domande di teoria. La valutazione positiva della prova scritta è condizione necessaria per poter accedere alla prova orale.

Calendario appelli

ALTRE INFORMAZIONI

Propedeuticità consigliata

- Meccanica dei solidi e delle strutture

- Disegno tecnico meccanico.