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 degli organi delle macchine e delle strutture meccaniche e navali e per il dimensionamento dinamico delle macchine rotanti.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

L’insegnamento si propone di fornire agli allievi:

- la conoscenza e la comprensione dei criteri di progettazione strutturale (per la resistenza statica, in presenza di scorrimento viscoso, contro la frattura fragile, a fatica)

-  le metodologie e gli strumenti per l’analisi e la progettazione strutturale dei principali organi meccanici.

MODALITA' DIDATTICHE

lezioni frontali

PROGRAMMA/CONTENUTO

Parte I - Fondamenti della costruzione di macchine

Problemi speciali di meccanica di solidi. Problemi piani di tensione e di deformazione (richiami) – Problemi assialsimmetrici – Problemi speciali di meccanica delle strutture.

Parte II – Criteri di progettazione strutturale

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

Progettazione a fatica: Fatica nei materiali metallici. Fatica ad alto numero di cicli. Curve S-N. Influenza della tensione media. Intagli e loro influenza. Fattore dimensionale. Fattore superficiale. Condizioni di sicurezza per sollecitazioni sia ad ampiezza costante sia ad ampiezza variabile. Danneggiamento cumulato. Cenni su fatica a basso numero di cicli.

Progettazione contro la rottura di schianto: Frattura fragile in presenza di difetti tipo cricche. MFLE (meccanica della frattura lineare elastica). Fattore di intensificazione delle tensioni. Zona plasticizzata all’ apice della cricca. Tenacità a frattura. Condizione di sicurezza secondo i criteri della MFLE. Propagazione delle cricche (cenni).

Progettazione in presenza di scorrimento viscoso (creep): scorrimento viscoso nei materiali metallici. Prova di scorrimento viscoso. Condizione di sicurezza in presenza di creep.

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 smontabili.

Collegamenti fissi. Saldature: dimensionamento statico e a fatica, secondo normativa.

Assi e alberi: dimensionamento statico e dinamico.

Elementi per la trasmissione del moto tra organi coassiali.

Vibrazioni flessionali e torsionali (cenni)

Organi flessibili.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

J.E. Shigley, “Mechanical Engineering Design”, MCGraw-Hill

R.E. Peterson, “Stress Concentration factors”, Wiley-Interscience Publication

R.W. Hertzberg, “Deformation and fracture mechanics of engineering materials”, John Wiley & Sons

R.C. Juvinall, “ Fundamentals of machine component design”, John Wiley & Sons

A.De Paulis, E. Manfredi, “ Costruzione di machine – Criteri di base e applicazioni principali”, Pearson