Obiettivi formativi
Conoscenza e comprensione:
Al termine del corso lo studente conoscerà i principi fondamentali di progettazione delle macchine. Comprenderà i numerosi fattori che influenzano la progettazione di parti meccaniche con particolare riguardo alla sicurezza e all’affidabilità. Egli avrà familiarità con gli schemi di progettazione e le verifiche necessarie per sviluppare le varie parti di una macchina.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
Lo studente sarà in grado di progettare un componente meccanico sulla base di una scelta appropriata dei materiali e dei processi realizzativi e dell’analisi del funzionamento. Egli sarà in grado di scegliere da catalogo i principali componenti meccanici utilizzati nelle macchine. Egli sarà in grado di disegnare e quotare la parte per la fase produttiva.
Autonomia di giudizio:
Alla fine del corso lo studente sarà in grado di analizzare criticamente macchine e componenti meccanici dal punto di vista del funzionamento e dei requisiti di progetto.
Abilità comunicative:
Lo studente sarà in grado di presentare il funzionamento dei dispositivi meccanici e le problematiche di progettazione connesse.
Prerequisiti
Fisica 1
Disegno di macchine
Scienza delle costruzioni
Meccanica applicata alle macchine
Contenuti dell'insegnamento
Il corso è diviso in due parti: nella prima parte si presentano criteri di progettazione meccanica rispetto alle principali cause di rottura o di guasto, nella seconda parte si presentanno i criteri di verifica e di scelta dei principali organi meccanici.
Programma esteso
Introduzione alla progettazione costruttiva, Sicurezza, Fattore di
sicurezza, Norme tecniche
Prove meccaniche sui materiali, prove di trazione, durezza, impatto,
fatica, frattura, materiali metallici (acciai, ghise, leghe Alluminio,
magnesio, titanio , Materiali non metallici (polimeri e ceramici),
Tecnologie realizzative, Criteri di scelta.
Analisi dei carichi, equilibrio, applicazione del modello trave in
meccanica, sforzo normale, flessione, taglio torsione. Tensioni e
deformazioni. Circoli di Mohr. Tensioni principali, Criteri di resistenza
(Tresca, Von Mises, Rankine), duttilità e fragilità. Intabilità a
compressione e carico euleriano. Rigidezza. Geometrie con intagli,
Tensioni nominali e tensioni locali, fattore di concentrazione delle
tensioni Kt. Contatto conforme e non conforme, pressione specifica di
contatto, teoria di Hertz, tensioni nel contatto tra corpi elementari.
Dilatazioni termiche.
Fatica dei materiali metallici, caratteristiche del fenomeno,
sperimentazione a fatica, limite di fatica, curve S/N, stime dei parametri
di fatica, fattori di influenza, effetto tensione media, accumulo del danno
di fatica, effetto tensioni multiassiali sensibilità all’intaglio, Fattore di
effetto intaglio Kf. Fatica da contatto, pitting, fretting.
Collegamenti fissi, saldatura e incollaggio, norme tecniche,
proporzionamento giunti saldati, tipi di cordoni, criteri di verifica di
resistenza.
Collegamenti scioglibili, viti, bulloni, rivetti e chiodi, norme per organi
filettati, trasmissione dei carichi a taglio o per attrito, giunti bullonati,
precarico, rigidezza delle parti e ripartizione dei carichi, verifica in
presenza di carichi affaticanti, dispositivi antisvitamento.
Trasmissioni meccaniche di potenza: assi e alberi, materiali, dettagli
costruttivi, dimensionamenti e verifiche, calettamenti albero-mozzo,
ruote dentate, pulegge. Cuscinetti a rotolamento, tipologie (rulli, sfere) e
capacità di carico, montaggio, scelta dei cuscinetti da catalogo.
Cuscinetti a strisciamento, esempi, materiali, verifiche. Viti di manovra:
esempi e filettature, verifiche.
Molle, campi di impiego, tipologie, rigidezza.
Bibliografia
Slides del docente,
Shigley - Progetto e costruzione di macchine
Manfredi-De Paulis, Costruzione di macchine
Metodi didattici
Gli argomenti del corso vengono presentati mediante lezioni ed esercitazioni numeriche svolte in classe. Sono proposti problemi da svolgere a casa con successiva discussione in aula.
E’ stimolato lo sviluppo anche in gruppo di il progetto di un dispostivo meccanico reale.
Modalità verifica apprendimento
L’esame consiste in una prova scritta a libro aperto ed un orale. Lo sviluppo di una relazione di progetto individuale o di gruppo garantisce dei bonus.
