Scopo del corso è di fornire all'ingegnere chimico, benché questi non sia uno specialista del calcolo strutturale, gli elementi per comprendere le problematiche di questo settore e interagire con i progettisti delle apparecchiature. Considerando i principali meccanismi di cedimento dei materiali 'sovraccarico statico, scorrimento viscoso, propagazione di cricca, fatica- viene presentato il calcolo di resistenza dei componenti meccanici fondamentali, dei collegamenti (saldati e bullonati) e dei recipienti in pressione.

L'insegnamento si propone di: i) fornire le conoscenze per comprendere le modalità di cedimento, sotto carico costante o ciclico, di componenti strutturali e collegamenti presenti negli impianti; ii) illustrare i principali metodi di calcolo strutturale utilizzati nella progettazione dei recipienti soggetti a pressione e la loro implementazione nella normativa del settore.

Si richiedono conoscenze pregresse di principi fondamentali della statica (equilibrio, diagramma di corpo libero), della cinematica (moto dei corpi rigidi) e degli stati fondamentali di sollecitazione (trazione, flessione, torsione).

- Richiami e integrazioni delle conoscenze sullo stato di tensione e deformazione (4 ore).
- Cedimento sotto carico costante. Tensioni ideali per materiali fragili e duttili, scorrimento viscoso ad alta temperatura, propagazione instabile della cricca, coefficienti di sicurezza (4 ore).
- Cedimento sotto carico ciclico (fatica). Nucleazione e propagazione della cricca, diagrammi per la presentazione delle caratteristiche (Woehler, Haigh), fattori influenzanti la resistenza (4 ore).
- Giunzioni filettate. Caratteristiche, materiali, sollecitazioni al serraggio, ripartizione dello sforzo tra le spire. Comportamento sotto carico, resistenza statica e a fatica. Viti serranti guarnizioni (4 ore).
- Giunzioni saldate. Tipi di giunti, procedimenti di saldatura e difetti. Stato tensionale nei giunti di testa e a cordone d'angolo, calcoli relativi alla resistenza statica e a fatica (4 ore).
- Recipienti e tubi: elementi costitutivi. Comportamento membranale dei gusci assialsimmetrici. Cenni sull'instabilità dei cilindri soggetti a pressione esterna e sui fondi piani. Effetti di bordo (guscio cilindrico): compatibilità delle deformazioni, tensioni aggiuntive. Cilindri di elevato spessore: teoria generale, stati di sollecitazione dovuti alla pressione e alla temperatura, soluzioni costruttive per alte pressioni (forzamento, autofrettaggio) (12 ore).
-Recipienti: quadro normativo italiano, direttiva europea 97/23 PED sulle 'attrezzature a pressione', norma armonizzata EN 13445 (4 ore).

Per ogni gruppo di argomenti svolto nelle lezioni sono previste esercitazioni che includono sia la presentazione di esempi sia lo svolgimento di esercizi di calcolo tecnico e terminano con il progetto strutturale di massima di uno scambiatore a fascio tubiero (tot. 18 ore).

- 'Resistenza dei materiali e dei collegamenti', L. Goglio, Levrotto & Bella, Torino, 2006.
- Dispense relative ai recipienti (scaricabili dal sito del corso sul portale della didattica).
- Schede delle esercitazioni (scaricabili dal sito del corso sul portale della didattica).
- Slides (scaricabili dal sito del corso sul portale della didattica).

L’esame si articola in una prova scritta e una orale. La prova scritta comprende la soluzione di esercizi di tipo applicativo, aventi contenuti e difficoltà analoghi a quelli affrontati nelle esercitazioni, e la risposta a quesiti teorici (per la soluzione degli esercizi è ammessa la consultazione di testi o appunti). La prova orale consiste in un colloquio sugli aspetti teorici degli argomenti, volto ad accertare la comprensione dei metodi di calcolo e dei fenomeni fisici in gioco.