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COSTRUZIONE E DISEGNO DI MACCHINE

CODICE 65971
ANNO ACCADEMICO 2022/2023
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

    PRESENTAZIONE

    L'insegnamento propone i fondamenti della progettazione strutturale meccanica per il corretto dimensionamento dei componenti delle macchine in base alle prestazioni di progetto e a tutti gli altri requisiti tecnici e funzionali necessari alla messa in esercizio di un prodotto industriale. 

    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 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.

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

    • apprendere gli aspetti generali della Costruzione di macchine
    • ricondurre organi di macchine e strutture attraverso opportuna semplificazione a modelli di base già noti dalla meccanica dei solidi
    • acquisire la modalità di calcolo di tali elementi quando sottoposti a carichi statici e dinamici
    • individuare le criticità strutturali degli organi di macchine e delineare accorgimenti costruttivi per evitarle o almeno ridurle
    • padroneggiare l’uso delle caratteristiche meccaniche dei materiali maggiormente utilizzati in ambito meccanico e strutturale, facendo ricorso sia all’uso di data base pre-esistenti sia all’interpretazione di risultati sperimentali, sia a metodi semplificati convalidati anche a livello normativo
    • comprendere l’attendibilità dei risultati ottenuti con metodologie di calcolo convenzionali, essenzialmente analitiche semplificate, ma non semplificative 

    MODALITA' DIDATTICHE

    Lezioni ed esercitazioni contestuali ed integrate, svolte dai docenti titolari del corso.

    PROGRAMMA/CONTENUTO

    Parte I – Criteri di progettazione strutturale

    Progettazione per la resistenza statica. Stato di tensione e stato di deformazione nei solidi, problemi piani di tensione e di deformazione, teoria delle travi (richiami).

    Concetto di rigidezza strutturale. Sistemi di rigidezze collegate in serie ed in parallelo. 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 l’instabilità elastica. Carico di punta. Carico euleriano nelle travi compresse. Metodo χ.

    Parte II – Progettazione degli organi meccanici

    Assi ed alberi.

    Recipienti e tubazioni, tubi cilindrici sottili. Recipienti sferici. Recipienti per alte pressioni.

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

    Collegamenti smontabili e viti di manovra: filettature e giunzioni bullonate. Viti di manovra (cenni).

    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, altre tipologie.

    Organi per la trasmissione di potenza: Ruote dentate.

    Supporti degli organi rotanti: Cuscinetti volventi..

    Parte III – Elementi di disegno e progettazione di prodotto

    Processo di progettazione. Progetto concettuale. Progetto costruttivo. Scelta di tolleranze di lavorazione, tolleranze dimensionali, accoppiamenti, finitura superficiale.

    Terminologia e regole di base per il disegno tecnico industriale con la simbologia appropriata ad indicare filettature, ruote dentate, cuscinetti, ecc. Modalità di montaggio/smontaggio dei componenti nell'ottica di agevolarne assemblaggio (DFA) ma anche facilitarne l'ispezione e la manutenzione.

    TESTI/BIBLIOGRAFIA

    Appunti (dispense) dei docenti.

    Testi di consultazione:

    • R.C. Juvinall, K.M. Marshek, Fondamenti di costruzione di macchine, Città Studi, Torino, 2017
    • R. G. Budynas, J.K. Nisbett, Shigley Progetto e Costruzione di Macchine, McGraw-Hill, Milano, 2014
    • G. Niemann, H. Winter, B.R. Höhn, Manuale degli Organi delle Macchine, Tecniche Nuove, Milano, 2006
    • E. Chirone, S. Tornincasa, Disegno tecnico industriale, Ed. Il Capitello, Torino, 2011

    DOCENTI E COMMISSIONI

    Commissione d'esame

    MASSIMILIANO AVALLE (Presidente)

    MARGHERITA MONTI (Presidente)

    LEZIONI

    Orari delle lezioni

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

    ESAMI

    MODALITA' D'ESAME

    Esame con prova scritta consistente nella soluzione di un problema di progettazione di un sistema meccanico, con la scelta e/o il dimensionamento di alcune parti/componenti (pratica)  ed 1-2 domande sugli argomenti trattati a lezione (teoria).  Entrambe le prove, pratica e teorica, dovranno essere sufficienti (punteggio di almeno punti 9/15).
    Al voto dello scritto ottenuto come somma delle valutazioni delle due componenti di pratica e teoria (fino ad un massimo di 15+15 punti) si sommerà la valutazione degli elaborati dell’esercitazione di progetto con punteggio ±3 punti. Punteggio complessivo maggiore o uguale a 32 può risultare nella votazione di 30 e lode. 

    MODALITA' DI ACCERTAMENTO

    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, e la comprensione degli aspetti fisici e meccanici degli argomenti trattati. 

    Calendario appelli

    Data Ora Luogo Tipologia Note

    ALTRE INFORMAZIONI

    Propedeuticità consigliata

    • Meccanica dei solidi e delle strutture
    • Disegno tecnico industriale
    • Tecnologia meccanica