OBIETTIVI FORMATIVI

Il corso di Fondamenti di Costruzione di Macchine si propone di fornire agli allievi gli strumenti e le metodologie analitiche necessarie ad una corretta comprensione ed applicazione dei criteri di progettazione strutturale in campo statico dei principali organi meccanici

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

L’insegnamento si propone di fornire agli studenti le metodologie e gli strumenti analitici per lo studio dello stato di tensione/deformazione nei solidi e nelle strutture ai fini della valutazione della resistenza in campo statico, con particolare riferimento agli elementi meccanici riconducibili al modello “trave”.

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

• apprendere gli aspetti generali della Meccanica Strutturale, intesa come studio analitico del corpo rigido e deformabile
• acquisire modalità di calcolo volte allo studio di modelli di complessità crescente della meccanica dei solidi,
• raggiungere un’ottima capacità di analisi dell’equilibrio statico del corpo rigido e deformabile e del relativo stato di tensione/deformazione, con particolare riferimento a modelli di solidi traviformi, in presenza di una qualsiasi condizione di carico e con le varie e possibili loro combinazioni
• acquisire la capacità di estendere i principi imparati a strutture composte da varie travi
• padroneggiare l’uso delle caratteristiche meccaniche dei materiali maggiormente utilizzati in ambito meccanico e strutturale nell’ambito statico
• raggiungere una chiara visione degli aspetti fisici dei comportamenti strutturali analizzati

PREREQUISITI

Si consiglia di sostenere l'esame 94800 FONDAMENTI DI COSTRUZIONE DI MACCHINE prima dio sostenere l'esame di 84339 COSTRUZIONE E DISEGNO DI MACCHINE

MODALITA' DIDATTICHE

Le lezioni frontali, unitamente allo svolgimento di numerosi esercizi, anche sotto la forma di esercitazioni guidate, forniscono allo studente un metodo logico ed ordinato da seguire nelle applicazioni della teoria. Tutti gli esempi/esercizi risolti utilizzano questa metodologia in modo da favorire una buona assimilazione dei principi teorici, procedendo passo passo dall’esempio semplice a quello più complesso ed articolato,  e una buona esperienza nella soluzione dei problemi. A partire dai concetti fondamentali di deformazione e tensione, se ne mostra la loro correlazione analizzando il comportamento manifestato sperimentalmente dai materiali, con particolare riferimento ai materiali d’uso comune nel campo dell’ingegneria, ricorrendo a foto, visione di campioni di prove sperimentali, video.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Equilibrio statico dei sistemi meccanici: definizione di corpo rigido e corpo deformabile; vincoli e loro tipologie; equazioni di equilibrio e determinazione delle reazioni vincolari; calcolo reazioni vincolari per travi ad asse rettilineo, ad asse continuo ma non rettilineo; caratteristiche di sollecitazione N,M,T, convenzione dei segni e relativi diagrammi; legame differenziale tra taglio e momento flettente

Introduzione di vincoli interni ed equazione ausiliaria; considerazioni di simmetria ed antisimmetria;

Geometria delle aree : momento statico, baricentri, momenti del 2 ordine rispetto ad un asse, rispetto ad un polo, momento centrifugo; teorema di trasposizione dei momenti quadratici ; momenti principali di inerzia, proprietà degli assi principali di inerzia;  combinazione di sezioni di varia forma;

Ipotesi piccole deformazioni;
Sovrapposizione degli effetti; principio di De Saint- Venant

Equazioni di equilibrio, congruenza, legame

Calcolo di stati semplici di tensione:

1. trazione; rigidezza assiale, lavoro di deformazione; effetto temperatura
2. flessione retta; asse neutro, conservazione sezioni piane; sforzi in travi inflesse; lavoro di deformazione;
3. flessione deviata
4. taglio: teoria approssimata
5. torsione, sezioni circolari piene e cave, sezioni rettangolari, sezioni sottili chiuse ed aperte

Trasformazione di tensione: stati composti; cerchio di Mohr; tensioni principali

Tensioni limite per materiali duttili e fragili, coefficiente di sicurezza; criteri di resistenza in campo statico

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Russell C. Hibbeler "Meccanica dei solidi e delle strutture - Teoria ed applicazioni"  ,Pearson Italia - Milano, 2012

Aurelio Soma' "Fondamenti di meccanica strutturale" , Levrotto & Bella - Torino, 2016

Vergani L., Meccanica dei materiali, Mc-Graw Hill Companies, 2006