Didattica - Università degli Studi di Padova

Syllabus

Prerequisiti:	Analisi Matematica I Fisica I
Conoscenze e abilita' da acquisire:	Il Corso si propone di fornire le conoscenze di base e applicate per la progettazione strutturale di componenti meccanici utilizzati nella Costruzione di Macchine. Le conoscenze da acquisire riguardano la schematizzazione strutturale, la verifica statica e a fatica di organi di trasmissione, il calcolo delle sollecitazioni su strutture a trave, il calcolo di organi meccanici quali alberi, cuscinetti, ruote dentate e linguette. Tra le abilità da acquisire, ci saranno la capacità di impostare, condurre, analizzare e relazionare esperienze sperimentali riguardanti la caratterizzazione meccanica di elementi di macchine e la capacità di progettare, calcolare e disegnare un sistema di trasmissione a ruote dentate o una struttura meccanica con giunzioni saldate e bullonate.
Modalita' di esame:	Il corso consiste principalmente di lezioni in aula e di esperienze di laboratorio da eseguire e relazionare a gruppi, distribuite durante il corso. E ' richiesto lo svolgimento di un progetto obbligatorio da svolgere sempre a gruppi secondo la traccia spiegata a lezione da consegnare entro l’esame scritto di fine corso. Le relazioni delle esperienze di laboratorio saranno consegnate e discusse in gruppo per contribuire alla valutazione complessiva del corso: la valutazione complessiva delle relazioni sarà un voto di max. +3 punti che andrà a aumentare il voto di teoria. • E’ previsto un esame scritto. L’esame scritto consiste in due parti: tre esercizi (da svolgere nel tempo massimo di 3 ore) e tre domande di teoria (da svolgere nel tempo massimo di 45 minuti). • Per superare l’esame è necessario raggiungere la sufficienza sia nella parte di esercizi che nella parte di teoria.
Criteri di valutazione:	Il voto finale dell’esame è la media tra i voti di esercizi (rivalutato con il progetto), teoria ed esercitazioni di Laboratorio • Se il voto finale dell’esame scritto è minore di 27 non è prevista la prova orale: in questo caso il voto finale dell’esame è il voto finale dello scritto. Se il voto finale dello scritto è maggiore o uguale a 27 è prevista anche una prova orale: in questo caso il voto finale dell’esame è la media tra il voto finale dello scritto e il voto della prova orale (il voto finale dell’esame può quindi essere anche minore di 27). • È possibile sostenere la prova orale anche se il voto finale dello scritto è minore di 27: in questo caso il voto finale dell’esame è la media tra il voto finale dello scritto ed il voto della prova orale. • È possibile rinunciare a sostenere la prova orale anche se il voto finale dello scritto è maggiore o uguale a 27: in questo caso il voto finale dell’esame è 26, indipendentemente dal voto finale dello scritto. • È possibile rinunciare a sostenere la parte di teoria della prova scritta: in questo caso il voto finale dell’esame è la media tra il voto finale dello scritto (rivalutato dal progetto) e il voto della prova orale.
Contenuti:	1.1 Equilibrio delle strutture e parametri di sollecitazione Vincoli e carichi, meccanismi e strutture, isostatiche, iperstatiche e labili. Parametri di sollecitazione. Diagrammi N, T, Mf, Mt su strutture isostatiche, casi notevoli e corpi multipli. Relazioni differenziali tra q, T ed Mf. 1.2 Stato di tensione e deformazione travi Momento statico, baricentro, Momento di Inerzia, Teorema degli assi paralleli, assi principali di inerzia. Esempi di sezione a T ed L. Definizione di tensione normale e tangenziale. Stato tensionale di una trave sottoposta a N, T, Mf, Mt. Equazione di Navier per trave in Flessione Piana. Rappresentazioni bi e tridimensionali delle tensioni di flessione; flessione deviata e pressoflessione. Modulo di resistenza a flessione. Reciprocità delle tensioni tangenziali. Formula di Jourawsky. Flessione e taglio combinati su sezione rettangolare, circolare, tubolare, ad I, ad H. Formula di Coulomb per sezioni circolari, angolo di torsione e rigidezza torsionale. Modulo di resistenza a Torsione. Tensioni di torsione per sezioni elittiche, quadre, rettangolari e aperte in parete sottile. Formula di Bredt per sezioni chiuse in parete sottile. 1.3 Caratterizzazione meccanica dei materiali e verifica statica Prova di trazione. Curva vera e ingegneristica. Coefficiente di sicurezza statico. Metodo delle tensioni ammissibili Verifica statica di materiali duttili e fragili. 1.4 Stato tensionale, cerchi di Mohr e tensioni ideali Cerchi di Mohr, SdT piano, notazioni e convenzioni per trazione, flessione, flessione composta a taglio, torsione, flessione e torsione combinate. Generalità sui criteri di resistenza. Ricavare la tensione ideale di Guest. Espressioni di UT e UD. Ricavare la σ ideale di Von Mises. Esprimere la tensione ideale di Guest e Von Mises per stato piano di tensione. Confronto delle curve limite di Guest e Von Mises nel piano di Westergaard.. 1.5 Linea elastica Equazione differenziale della linea elastica, casi notevoli. Soluzione degli spostamenti per travi isostatiche anche non rettilinee. Soluzione di travi iperstatiche ad un grado iperstaticità. 1.6 Calcolo collegamenti saldati e bullonati Giunzioni saldate a piena penetrazione e con cordoni d’angolo. Casi notevoli di giunti saldati con cordoni d’angolo. Metodo del Jp e delle 2 forze parallele. Geometria, materiali e funzionamento delle giunzioni bullonate. Verifica statica delle giunzioni bullonate funzionanti a taglio ed attrito. Normative di riferimento. 1.7 Componenti intagliati Definizione di Kt. Diagrammi per la valutazione del Kt. Soluzioni per piastre forate. Verifica statica di componenti intagliati in materiale duttile e fragile. 1.8 Fatica in σ Criteri di progettazione a fatica. Curva di Woehler ed effetto della dispersione. Elencare i parametri interni ed esterni. Diagramma di Haigh. Storia precedente: istogrammi e cumulativi di carico, ipotesi di Miner. Modalità di costruzione di una curva di Wohler caratteristica. Stima della curva di Wohler di un componente intagliato a partire da quella del materiale base. Coefficienti di sicurezza. Conteggio dei cicli biparametrico con metodo del serbatoio secondo CNR 10011. Criterio di Gough e Pollard. Verifica a fatica delle giunzioni saldate. 1.9 Progetto di un riduttore ad ingranaggi paralleli Grandezze geometriche e meccaniche fondamentali delle ruote dentate. Formula di Lewis, procedura di dimensionamento di una trasmissione. Equazione della durata di base, procedura di scelta di un cuscinetto. Scelta e verifica di linguette. Criteri di dimensionamento di un albero di trasmissione. Verifiche di resistenza statiche ed a fatica. Verifiche di deformabilità a flessione di un albero di tr
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento:	Il corso consiste principalmente di lezioni in aula sui principi fondamentali della costruzione di macchine e sulle tecniche di calcolo necessarie alla progettazione statica ed a fatica di componenti meccanici ed organi di trasmissione. A completamento sono previste delle esperienze di laboratorio da eseguire e relazionare a gruppi, distribuite durante il corso. Infine, è richiesto lo svolgimento di un progetto obbligatorio da svolgere sempre a gruppi secondo la traccia spiegata a lezione da consegnare entro l’esame scritto di fine corso.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio:	TESTI ADOTTATI: Fondamenti di Costruzione di Macchine – A. Bernasconi et al. – Ed. McGraw-Hill, Milano, 2006 Libro “Appunti di Costruzione di Macchine – B. Atzori – Ed. Cortina, Padova” Oppure: Costruzione di Macchine – M. Giglio et al. – Ed. McGraw-Hill, Milano, 2011 Libro “Esercizi di Costruzione di Macchine – P. Lazzarin – Ed. Ed. Cortina, Padova” Dispensa “Temi d’esame di Costruzione di Macchine – Raccolta curata da S. Filippi, G. Meneghetti, N. Petrone– Biblioteca DIM – Padova”. Per consultazione: Libro “Fondamenti di Costruzione di Macchine – P. Lazzarin – Ed. Cortina, Padova” J.E. Shigley, Progetto e Costruzione di Macchine, Mc Graw Hill, 2004.
Testi di riferimento:	A. Bernasconi et al, Fondamenti di Costruzione di Macchine. --: McGraw-Hill, Milano, 2006. B. Atzori, Appunti di Costruzione di Macchine. Padova: Cortina, --.