Scopi

Il comportamento meccanico dei materiali viene esplorato in relazione alle modalità di cedimento contemplate nelle normative di verifica; vengono forniti i fondamenti del calcolo delle tensioni e deformazioni nei punti di progetto, con particolare riferimento agli elementi delle macchine; vengono forniti i criteri e le procedure per la verifica di resistenza e di rigidezza e per la scelta dei coefficienti di sicurezza; si affronta il tema della la fatica dei materiali nella progettazione delle macchine.

Sono previste le seguenti precedenze di acquisto:

• Disegno Tecnico Industriale.
• Fondamenti di meccanica applicata.

Contenuti

• Stato di tensione, stato di deformazione, cerchi di Mohr.
• Parametri caratteristici dei materiali elastici.
• Criteri di cedimento, ipotesi di rottura, coefficienti di sicurezza in campo statico.
• Solido di de St Venant, definizione delle caratteristiche di sollecitazione.
• Calcolo delle tensioni agenti su sezioni su cui agiscono: sforzo normale, flessione, torsione, taglio. Geometria delle aree.
• Classificazione dei carichi e dei vincoli. Grado di iperstaticità
• Componenti e strutture staticamente determinati: equazioni di equilibrio, calcolo delle reazioni vincolari, determinazione delle forze e dei momenti sul baricentro della sezione qualsiasi; diagrammi delle caratteristiche di sollecitazione: trazione, taglio, flessione, torsione.
• Discontinuità geometriche in corpi di forma regolare: intaglio e fattore di forma; uso dei diagrammi per i fattori di forma.
• Spostamenti di barre e travi sotto carico: metodo di sovrapposizione degli effetti; calcolo della linea elastica per integrazione diretta in sistemi staticamente determinati; uso dei manuali per strutture staticamente determinate.
• Cenno alla soluzione dei sistemi staticamente indeterminati; uso dei manuali.
• Cenno sulle tensioni di origine termica.
• Problema della instabilità elastica: carico di punta.
• Cenni di meccanica della frattura: caso lineare elastico
• Resistenza a fatica: meccanica della frattura e fatica (legge di Paris); diagrammi SN e SNP; limite di fatica e resistenza statica: metodo staircase; influenza della tensione media: diagrammi di fatica; fattori che influenzano la vita a fatica; effetto degli intagli; danneggiamento cumulativo (regola di Miner); sollecitazioni multiassiali (formula di Sines)
• Applicazioni del calcolo di sollecitazioni combinate nella costruzione di macchine e strutture; formule di progetto e formule di verifica.

N.B.: Le lezioni video trasmesse dalla nº 37 alla 40 non fanno più parte del programma d';esame.

Testi consigliati dal docente responsabile del corso:

• L. Goglio, Comportamento Meccanico dei Materiali, versione provvisoria fornita in formato PDF nella sezione Esercitazioni
• M. Rossetto, Introduzione alla fatica dei materiali e dei componenti meccanici, Levrotto & Bella, Torino - Ottobre 2000

Questa raccolta di materiale, prodotta ad uso interno, è stata realizzata per i moduli del Politecnico di Torino. Ne è vietata la riproduzione e qualsiasi forma di commercializzazione.

Materiale didattico

In formato .pdf

• L. Goglio, Comportamento Meccanico dei Materiali ( 710 KB)
• Schede per il tutorato (statica) ( 1,76 MB)
• Slides sulla fatica utilizzate durante il tutorato ( 663 KB)
• Soluzione esercizi proposti (statica) ( 915 KB)
• Soluzione esercizi proposti (fatica) ( 1,03 MB) (*)
• Esempi di domande di teoria ( 40 KB)
• Tabella spostamenti locali ( 110 KB)
• Tabelle Kt ( 183 KB)

(*): soluzione degli esercizi proposti nel testo:

• Massimo Rossetto, Introduzione alla fatica dei materiali e dei componenti meccanici, Levrotto & Bella, Torino, Ottobre 2000

per concessione del proprietario dei diritti di pubblicazione e suo accordo con la casa editrice.

In aggiunta al videocorso, di cui di seguito i riferimenti, è consigliato in fase di approfondimento dei contenuti del corso e di tutorato l'utilizzo del CD-ROM Multimediale Comportamento Meccanico dei Materiali, realizzato dai proff. Massimo Rossetto e Muzio Gola, disponibile nella versione 2.0 (3 CD-ROM), corredato di una parte di esercizi.

Per maggiori ragguagli circa le specifiche relative ai CD-ROM prodotti consultare l'Area CD-ROM multimediali.

Videocorso utilizzato: Comportamento meccanico dei materiali

• Prof. Muzio Gola, Politecnico di Torino
• Prof. Massimo Rossetto, Politecnico di Torino

• [1.] La trazione semplice (parte I)
• [2.] La trazione semplice (parte II)
• [3.] Lo stato di tensione
• [4.] Lo stato di tensione in tre dimensioni
• [5.] Cinematica del corpo deformabile
• [6.] Cinematica del corpo deformabile nel piano
• [7.] Equazione del materiale (materiali isotropi)
• [8.] Calcolo delle tensioni: la flessione semplice (parte I)
• [9.] Calcolo delle tensioni: la flessione semplice (parte II)
• [10.] La flessione composta - Geometria delle aree
• [11.] Torsione (parte I) e Taglio
• [12.] Torsione (parte II)
• [13.] Flessione e Taglio (parte I)
• [14.] Flessione e Taglio (parte II)
• [15.] Principio di De Saint Venant - Caratteristiche di sollecitazione
• [16.] Vincoli e grado di iperstaticità
• [17.] Reazioni vincolari
• [18.] Diagrammi delle caratteristiche di sollecitazione
• [19.] Ipotesi di cedimento
• [20.] Esercizi sulle ipotesi di cedimento
• [21.] Calcolo delle tensioni. Verifica di resistenza & calcolo di progetto (parte I)
• [22.] Calcolo delle tensioni. Verifica di resistenza & calcolo di progetto (parte II)
• [23.] Calcolo delle tensioni. Verifica di resistenza & calcolo di progetto (parte III)
• [24.] Effetto di intaglio
• [25.] Spostamenti locali (equazioni della linea elastica)
• [26.] Spostamenti locali: comportamento a taglio - Cenni sulle strutture iperstatiche
• [27.] Strutture iperstatiche - Carico di punta
• [28.] Carico di punta eccentrico - Effetti termici
• [29.] Il comportamento a fatica dei materiali
• [30.] Il comportamento a fatica dei materiali. Effetto della tensione media
• [31.] Il comportamento a fatica dei materiali. Ipotesi di rottura
• [32.] Il comportamento a fatica dei materiali. Miner, ed altro
• [33.] Fatica: danno cumulato ed effetto di intaglio
• [34.] Calcolo di fatica
• [35.] Meccanica della frattura lineare elastica (parte I)
• [36.] Meccanica della frattura lineare elastica (parte II)

Sono disponibili i seguenti temi d'esame in formato .pdf

• Appello del 25 novembre 2006 ( 91 KB)

L'esame consiste in una prova scritta, della durata complessiva di due ore, suddivisa in due parti.
La prima parte consiste in una serie di domande di teoria a risposta multipla da svolgersi senza materiale di supporto (voto massimo 6/30).
La seconda consiste nello svolgimento di esercizi numerici; in questa seconda parte gli allievi potranno consultare tutto il materiale di supporto che desiderano (voto massimo 24/30).
I voti delle due parti verranno sommati per ottenere il voto finale (massimo 30/30)
A richiesta del candidato lo scritto potrà essere integrato da una prova orale che verterà anche su dimostrazioni e argomenti non previsti nello scritto (vedi indicazioni nelle schede del tutorato).