Il corso si prefigge di fornire una panoramica degli elementi fondamentali per il calcolo strutturale di componenti meccanici. A tal fine vengono trattate le problematiche della schematizzazione di strutture con relativi vincoli e carichi, della determinazione delle azioni interne e del relativo stato di sforzo, nonché delle verifiche di resistenza sotto carichi statici e a fatica. La parte teorica è accompagnata da alcuni esempi applicativi di dimensionamento di organi di macchine.
Elementi di Costruzione di macchine e Progettazione meccanica.
• Passaggio struttura reale a struttura di “calcolo” . Schematizzazione dei vincoli e schematizzazione dei carichi.
• Schematizzazione delle strutture: tipologie di vincoli e di carichi, determinazione delle reazioni vincolari
• Fondamenti di meccanica dei solidi (definizione del concetto di sforzo, equazioni di equilibrio, etc.)
• Stato di sforzo e di deformazione, tedraedro di Cauchy, orientazione del tensore delle sollecitazione e determinazione delle sollecitazioni principali.
• Geometria delle aree: determinazione delle principali proprietà geometriche di aree ( A, Jxx, Jyy, Jzz, Wxx, Wyy, ecc.) e applicazione a geometrie relative ai comuni profilati [sezione rettangolare , quadrata, circolare (piene e cava) geometria a T, doppio T, L, etc].
• Problema di De Saint Venant: azione assiale, flessione, taglio e torsione.
• Prova di trazione.
• Verifiche di resistenza statiche (richiamo alle principali teorie di resistenza statica)
• Effetto intaglio (incremento delle sollecitazioni a fronte di discontinuità geometriche).
• Studio del comportamento a fatica dei materiali metallici. Definizione del problema, principali teorie di resistenza, diagramma di Smith, diagramma di Haigh, effetto sollecitazione media, effetto intaglio a fatica, sollecitazioni composte: teoria di Gough –Pollard, cenni criterio di Sines.
• Esempi applicativi:
o Analisi cinematica di strutture, determinazione delle reazioni vincolari e diagrammi delle azioni interne.
o Determinazione dello stato di sforzo e di deformazioni in particolari sezioni delle strutture.
o Dimensionamento e verifica di alberi di trasmissioni, ruote dentate, trasmissione a cinghie, recipienti in pressione a piccolo spessore ( cenni a recipienti a grandi spessori).
Solazzi L., Fondamenti di progettazione di macchine resistenza dei materiali, 2^ ed., Cartoleria Snoopy, Brescia, 2010
Per approfondimenti:
Shigley J.E., Mischke C.R., Budynas R.G., Progetto e Costruzione di Macchine, McGraw-Hill, Milano, 2005
Lezioni svolte mediante software di presentazione e alla lavagna. Esercitazioni numeriche e di laboratorio.
Mediante prova scritta e prova orale alla fine del corso.