L'insegnamento fornisce i principi fondamentali di progettazione degli elementi di macchine comunemente usati in campo meccanico.
L’insegnamento si propone di fornire agli allievi le metodologie e gli strumenti, analitici e numerici, per lo studio dello stato di tensione/deformazione nei solidi e nelle strutture ed i criteri di progettazione strutturale dei principali organi meccanici (per la resistenza statica, in presenza di scorrimento viscoso, contro la frattura fragile, a fatica e a carico di punta)
Lo scopo è quello di introdurre lo studente alla Costruzione di macchine come filone della Meccanica che affronta problemi strutturali e di resistenza degli organi meccanici, concentrandosi sul progetto del singolo organo di macchina e fornendo solo cenni sulle scelte progettuali di una macchina nella sua interezza e nella sua sostenibilità.
La frequenza alle lezioni frontali, alle esercitazioni guidate (individuali e di gruppo) e lo studio individuale consentiranno allo studente di:
Le lezioni frontali, organizzate anche secondo modalità flipped o altre forme di didattica attiva e interattiva, unitamente allo svolgimento di numerosi esercizi tratti dalla pratica ingegneristica, mettono particolare attenzione nel sottolineare le modalità di semplificazione di un oggetto reale in un modello opportuno, risolvibile per via analitica. Con la consultazione di opportuni diagrammi si evidenziano le criticità delle strutture, sia in campo statico sia dinamico, prendendo ad esempio anche risultati ottenuti da analisi numeriche su componenti non solo di tipo meccanico, ma anche navale, civile e biomedico. In questo modo si stimola la abilità di astrazione dal problema specifico per acquisire la capacità di estrapolazione a problemi mai affrontati. Tutti i diagrammi inerenti alle caratteristiche meccaniche dei materiali sono costruiti passo, passo, partendo da dati reali derivanti da prove sperimentali.
Parte I – Criteri di progettazione strutturale
Cenni di progettazione per la sostenibilità.Progettazione per la resistenza statica: Resistenza statica dei materiali. Tensione ideale. Criteri di resistenza per materiali duttili e fragili. 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. Effetto ombra.
Progettazione a fatica: Fatica nei materiali metallici. Fatica ad alto numero di cicli. Curve S-N sperimentali e semplificate. 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.
Progettazione contro l’instabilità elastica: Carico di punta.
Parte II: - Applicazione metodi progettuali ad elementi meccanici specifici
Assi ed alberi: dimensionamento statico e dinamico
Linguette: tipologie, designazione, verifica dimensionale
Chiavette: tipologie, designazione, verifica dimensionale
Spine: tipologie, designazione, verifica dimensionale
Profili scanalati: tipologie, designazione, verifica dimensionale
Collegamenti elastici: molle ad elica, molle a balestra, molle a tazza, molle ad anelli, altre tipologie.
Collegamenti smontabili e viti di manovra: filettature e giunzioni bullonate.
Giunzioni incollate.
Organi per la trasmissione di potenza: ruote dentate.
Supporti degli organi rotanti: cuscinetti volventi.
Libri adottati:
De Paulis A., Manfredi E., Costruzione di macchine: Criteri di base e applicazioni principali, Pearson Italia - Milano, 2012
Hibbeler R.C., Meccanica dei solidi e delle strutture: teoria ed applicazioni, Pearson Italia - Milano, 2010
Testi di consultazione:
Vergani L., Meccanica dei materiali, Mc-Graw Hill Companies, 2006
Nerli G., Costruzione di macchine, Noccioli Editore - Firenze, 2005
Shigley J.E., Progetto e costruzione di macchine, 2a ed., McGraw-Hill, 2009
Chirone, E., Tornincasa, S., Disegno tecnico industriale, Ed. Il Capitello - Torino, 2011
Giudice F., La Rosa G., Risitano A, Product Design for the Environment, Routledge, 2006
Ricevimento: Su appuntamento, in presenza o in modalitá telematica da concordare in base alle necessitá. Per appuntamenti inviare una mail a: mattia.frascio@unige.it
MATTIA FRASCIO (Presidente)
ROBERTO RAZZOLI
PIETRO FANGHELLA (Presidente Supplente)
MASSIMILIANO AVALLE (Supplente)
https://corsi.unige.it/corsi/8784/studenti-orario
L'esame prevede una prova scritta ed una prova orale.
L'esame prevede la consegna di un elaborato entro il giorno della prova scritta e una prova scritta.
Esame con prova scritta consistente nella soluzione di problemi di progettazione di un sistema meccanico, con la scelta e/o il dimensionamento di alcune parti/componenti (pratica) ed domande sugli argomenti trattati a lezione (teoria). Entrambe le prove, pratica e teorica, dovranno essere sufficienti. Durante la prova è consentito solo l'uso della calcolatrice e di un formulario su foglio A4. I cellulari dovranno essere spenti
Al voto dello scritto ottenuto come somma delle valutazioni delle due componenti di pratica e teoria si sommerà la valutazione degli elaborati dell’esercitazione di progetto.
Si consigliano gli studenti con certificazione di DSA, di disabilità o di altri bisogni educativi speciali di contattare il docente all’inizio del corso per concordare modalità didattiche e d’esame che, nel rispetto degli obiettivi dell’insegnamento, tengano conto delle modalità di apprendimento individuali e forniscano idonei strumenti compensativi.
Con la prova scritta è valutata la capacità dello studente di:
La prova orale verte sugli argomenti trattati durante le lezioni frontali e ha lo scopo di valutare in che misura lo studente:
Propedeuticità consigliate: Meccanica applicata alle Macchine, Disegno Tecnico Industriale.
