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COSTRUZIONE E DISEGNO DI MACCHINE

CODICE 65971
ANNO ACCADEMICO 2021/2022
CFU
  • 9 cfu al 3° anno di 8720 INGEGNERIA MECCANICA (L-9) - GENOVA
  • SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE ING-IND/14
    LINGUA Italiano
    SEDE
  • GENOVA
  • PERIODO 1° Semestre
    MATERIALE DIDATTICO AULAWEB

    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 sulle metodologie e gli strumenti disponibili 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 dell'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 impostare semplici problemi di progettazione/verifica strutturale e di saper ottenere i relativi risultati numerici sufficientemente corretti (nei limiti di una ragionevole soglia tecnica di approssimazione).

    MODALITA' DIDATTICHE

    Lezioni ed esercitazioni contestuali ed integrate, svolte tutte 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).  Materiali da costruzione convenzionali e non convenzionali (richiami e cenni).

     

    Parte II – Criteri di progettazione strutturale

    Progettazione per la resistenza statica

    Concetto di rigidezza strutturale. Sistemi di rigidezze collegate in serie ed in parallelo. Deformazioni iniziali di origine termica e deformazioni iniziali dovute ad interferenze di montaggio. 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

    La 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. 

    Collegamenti non smontabili

    Saldature. Chiodature e rivettature. Incollaggi. Collegamenti forzati. Forzamento albero-mozzo.

     

    Collegamenti smontabili e viti di manovra : Filettature. Viti di manovra. Giunzioni bullonate. 

    Elementi per la trasmissione del moto tra organi coassiali :  Chiavette. Linguette. Spine.

    Collegamenti elastici :  Molle ad elica. Molle a balestra. Molle a tazza. Molle ad anelli .

    Organi per la trasmissione di potenza: Ruote dentate.

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

    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

    R.C. Juvinall, K.M. Marshek , Fondamenti di costruzione di macchine, Città Studi, Torinio, 2017

    R. G. Budynas, J.K. Nisbett, Shigley Progetto e Costruzione di Macchine, McGraw-Hill, Milano, 2014

    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

    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.

    MODALITA' DI ACCERTAMENTO

    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.

    L’esame scritto valuterà la capacità di risolvere semplici problemi di meccanica delle strutture, con particolare riferimento ai componenti degli organi di macchina. L’esame orale permetterà di verificare la capacità di saper impostare semplici dimostrazioni matematiche, finalizzate all’individuazione delle formule di dimensionamento e di verifica dei medesimi. Il principale parametro di valutazione dell’esame scritto è la corrispondenza tra i valori numerici (fino alla terza cifra significativa) delle quantità da calcolare; quello dell’esame orale è la coerenza del ragionamento.

    Calendario appelli

    Data Ora Luogo Tipologia Note
    10/01/2022 09:00 GENOVA Orale
    16/02/2022 09:00 GENOVA Orale
    09/06/2022 09:00 GENOVA Orale
    06/07/2022 09:00 GENOVA Orale
    12/09/2022 09:00 GENOVA Orale

    ALTRE INFORMAZIONI

    Propedeuticità consigliata

    - Meccanica dei solidi e delle strutture

    - Disegno tecnico meccanico.