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a Ciclo Unico
Scuola di Ingegneria
INGEGNERIA MECCANICA
Insegnamento
MATERIALI NON METALLICI E CRITERI DI SELEZIONE DEI MATERIALI
INP5071977, A.A. 2018/19

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2018/19

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea magistrale in
INGEGNERIA MECCANICA
IN0518, ordinamento 2011/12, A.A. 2018/19
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Crediti formativi 9.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese NON-METALLIC MATERIALS AND METHODS FOR MATERIAL SELECTION
Sito della struttura didattica http://im.dii.unipd.it/ingegneria-meccanica-magistrale/
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Ingegneria Industriale (DII)
Sito E-Learning https://elearning.unipd.it/dii/course/view.php?idnumber=2018-IN0518-000ZZ-2018-INP5071977-N0
Obbligo di frequenza No
Lingua di erogazione ITALIANO
Sede PADOVA
Corso singolo È possibile iscriversi all'insegnamento come corso singolo
Corso a libera scelta È possibile utilizzare l'insegnamento come corso a libera scelta

Docenti
Responsabile ENRICO BERNARDO ING-IND/22

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
AFFINE/INTEGRATIVA Attività formative affini o integrative ING-IND/22 9.0

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Primo semestre
Anno di corso I Anno
Modalità di erogazione frontale

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
LEZIONE 9.0 72 153.0

Calendario
Inizio attività didattiche 01/10/2018
Fine attività didattiche 18/01/2019
Visualizza il calendario delle lezioni Lezioni 2019/20 Ord.2011

Commissioni d'esame
Commissione Dal Al Membri
4 A.A. 2018/19 01/10/2018 30/11/2019 BERNARDO ENRICO (Presidente)
COLOMBO PAOLO (Membro Effettivo)
BIASETTO LISA (Supplente)
BRUSATIN GIOVANNA (Supplente)
FRANCHIN GIORGIA (Supplente)
GUGLIELMI MASSIMO (Supplente)
MARTUCCI ALESSANDRO (Supplente)
3 A.A. 2017/18 01/10/2017 30/11/2018 BERNARDO ENRICO (Presidente)
GUGLIELMI MASSIMO (Membro Effettivo)
COLOMBO PAOLO (Supplente)

Syllabus
Prerequisiti: Il Corso prevede conoscenze di base di Chimica generale, Materiali Metallici e Meccanica dei Solidi
Conoscenze e abilita' da acquisire: Il Corso nelle sue diverse articolazioni ha le seguenti conoscenze e abilità attese:
MATERIALI NON METALLICI
1. Essere in grado di riconoscere le correlazioni tra microstruttura e proprietà dei materiali non metallici, ovvero di materiali ceramici (vetri inclusi), polimerici e compositi (cementi e calcestruzzi compresi)
2. Essere in grado di interpretare e controllare la frattura fragile di componenti meccanici
3. Essere in grado di riconoscere gli aspetti fondamentali della progettazione con materiali non metallici (ad es. controllo dell'effetto delle dimensioni e del tempo sulla resistenza meccanica dei ceramici; controllo dell'effetto della temperatura sulle proprietà meccaniche dei polimeri; controllo delle proprietà meccaniche dei compositi attraverso specifiche architetture della fase rinforzante)
SELEZIONE DEI MATERIALI
4. Essere in grado di separare e valorizzare il contributo dei materiali dal contributo della geometria e dei vincoli operativi nella prestazione di componenti industriali
5. Essere in grado di riconoscere le combinazioni di proprietà dei materiali decisive nella selezione di materiali per applicazioni meccaniche
6. Essere in grado di applicare algoritmi grafici e/o numerici per una rapida selezione dei materiali più adatti alla fabbricazione di componenti meccanici
Modalita' di esame: La verifica delle conoscenze attese viene effettuata attraverso una prova scritta. La prova consiste di 9 quesiti, su tutto il programma del corso. I 9 quesiti consistono di domande a risposta aperta e di esercizi, da svolgere entro spazi predeterminati, come segue:
- 5 domande e esercizi brevi, che presuppongono una risposta in al massimo 3-4 righe; si tratta di ricordare definizioni e descrizioni fondamentali, per cui si apprezza, da parte dello studente, la precisione e la capacità di sintesi. Ciascuna domanda breve corrisponde a 2 punti; una delle 5 domande contiene una richiesta aggiuntiva, facoltativa, per un ulteriore punto; il massimo punteggio ottenibile dalle 5 domande brevi è quindi di 10-11 punti
- 3 esercizi: si tratta di applicare elementi di progettazione con materiali ceramici e compositi e/o algoritmi numerici e grafici di selezione dei materiali, per specifiche applicazioni, dall'analisi delle proprietà; si apprezza, da parte dello studente, la precisione nei calcoli e l'accuratezza nell'applicazione degli algoritmi di selezione. Ciascun esercizio corrisponde a 3 punti; il massimo punteggio ottenibile dai tre esercizi è quindi di 9 punti
- 1 domanda estesa, per un massimo di 12 punti, che presuppone una risposta articolata, ma comunque sintetica, al massimo su due facciate A4; si tratta di una domanda su uno dei numerosi casi di studio riguardanti l'applicazione ingegneristica di materiali ceramici e compositi e/o la selezione dei materiali attraverso l'analisi delle proprietà significative e la loro combinazione.
La somma dei punteggi da domande brevi, esercizi e domanda estesa determina il voto finale. La lode viene conferita per un punteggio finale di almeno 31.5 punti.
La prova scritta può essere sostituita da due prove di accertamento, a metà corso e a fine corso (la seconda prova è svolta in corrispondenza con il primo appello). La prima prova è in "modalità quiz", ovvero su 21 domande a risposta multipla (4 opzioni, 1 sola valida), su argomenti della prima parte del corso (compositi esclusi); ogni domanda corrisponde a 1.5 punti (massimo=31.5). La risposta presuppone la piena padronanza delle definizioni e delle descrizioni, oppure dei trattamenti matematici. La seconda prova consiste in una prova scritta con la stessa organizzazione della prova scritta di appello, ma con domande ed esercizi riferiti alla sola seconda parte del corso. Il voto finale viene espresso come media dei giudizi nelle due prove di accertamento.
Criteri di valutazione: I criteri di valutazione con cui verrà effettuata la verifica delle conoscenze e delle abilità acquisite sono:
1. Completezza delle conoscenze acquisite
2. Proprietà della terminologia tecnica
3. Precisione nell'applicazione di elementi di progettazione con materiali ceramici e compositi
4. Coerenza e precisione nell'applicazione di algoritmi numerici e grafici di selezione dei materiali
Contenuti: Struttura dei materiali ceramici: cristalli ionici e covalenti, strutture binarie e ternarie, strutture della silice e dei silicati, vetri. Difetti nei materiali ceramici. Proprietà meccaniche dei ceramici: comportamente elastico, meccanica della frattura, meccanismi di tenacizzazione, fatica, creep, prove di resistenza a rottura, previsione di vita di un componente ceramico. Proprietà termiche dei ceramici.
Struttura dei materiali polimerici: molecole polimeriche, forma e struttura molecolare, processi di polimerizzazione. Proprietà meccaniche e termomeccaniche dei polimeri: comportamento sforzo-deformazione, fattori che influenzano le proprietà meccaniche dei polimeri, frattura nei polimeri. Principali processi di produzione dei materiali polimerici.
Materiali compositi: compositi rinforzati con particelle, compositi rinforzati con fibre. Proprietà meccaniche dei materiali compositi. Cementi e calcestruzzi: tipologie di materiali leganti, struttura e proprietà meccaniche.
Determinazione di indici delle proprietà dei materiali. Selezione in presenza di vincoli e obiettivi multipli. Selezione in base alla forma geometrica. Progettazione di componenti con combinazioni complesse di proprietà
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: Le attività didattiche prevedono ore di lezione in aula dove, su supporto informatico (slides proiettate), vengono affrontati i contenuti del corso. Dimostrazioni ed esempi di calcolo sono ripresi dal docente e sviluppati passo passo su lavagna.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Tutto il materiale didattico presentato durante le lezioni (costituente il programma d'esame) è reso disponibile sulla piattaforma Moodle, in forma di:
- dispensa, a cura di E. Bernardo e G. Scarinci
- slides (le stesse proiettate durante le lezioni)
Ad ogni lezione corrisponde un singolo capitolo della dispensa e un singolo blocco di lucidi.
Sono a disposizione vari esempi di esercizio, comprensivi di soluzione, per la verifica dell'apprendimento da parte degli studenti.

Per approfondimenti (facoltativi) da parte degli studenti, sono suggeriti i seguenti testi:
M. Ashby, H. Shercliff, D. Cebon, "Materials: engineering, science, processing and design", Butterworth-Heinemann, Oxford, 2007
M.M. Farag, Materials and Process Selection for Engineering Design. Boca Raton: CRC Press, 2008.
Testi di riferimento:
  • Ashby, M. F., Materials selection in mechanical design. Amsterdam [etc.]: Elsevier, Butterworth-Heinemann, --. Cerca nel catalogo

Didattica innovativa: Strategie di insegnamento e apprendimento previste
  • Lecturing

Didattica innovativa: Software o applicazioni utilizzati
  • Moodle (files, quiz, workshop, ...)

Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
Industria, innovazione e infrastrutture