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Politecnico di Torino
Anno Accademico 2012/13
01PCZQW
Applied mechanics and machine design
Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Meccatronica (Mechatronic Engineering) - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Maffiodo Daniela ORARIO RICEVIMENTO A2 IIND-02/A 50 30 0 0 13
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/13 8 B - Caratterizzanti Ingegneria dell'automazione
Esclusioni:
01PDA
Presentazione
The course is taught in English.
L'insegnamento è obbligatorio per gli studenti provenienti da un corso di Laurea in Ingegneria dell'Informazione. Esso infatti è proposto in alternative (per provenienza) a Fondamenti di elettronica' ed è collocato al I semestre del I anno.

In questo insegnamento vengono trattati:
 gli argomenti di base della cinematica, della statica e della dinamica dei sistemi meccanici,
 gli argomenti di base del comportamento meccanico dei materiali, del calcolo delle strutture e della progettazione statica e a fatica di elementi delle macchine automatiche.



Risultati di apprendimento attesi
 Conoscenza sulla teoria di base della cinematica del corpo rigido e degli accoppiamenti fra i corpi rigidi,
 Conoscenza sulla teoria di base dei moti relativi e dei meccanismi articolati,
 Conoscenza sulla teoria di base della dinamica dei sistemi meccanici nel piano,
 Conoscenza delle leggi fondamentali sull'attrito e delle sue conseguenze sui sistemi meccanici,
 Abilità nel calcolo degli equilibri delle forze, anche utilizzando lo strumento del diagramma del corpo libero,
 Abilità nell'applicazione dell'equazione dell'energia e dei teoremi della quantità di moto e del momento della quantità di moto,
 Conoscenza sulla teoria di base per l'analisi delle sollecitazioni in strutture meccaniche,
 Conoscenza sulla teoria di base per l'analisi delle tensioni e delle deformazioni in strutture meccaniche sottoposte a sollecitazione,
 Conoscenze delle metodologie più idonee per il calcolo delle sollecitazioni, delle tensioni e delle deformazioni,
 Conoscenze relative alle ipotesi di rottura dei materiali metallici,
 Abilità nel calcolo delle sollecitazioni e delle tensioni in strutture meccaniche e capacità di valutazione dei rischi di rottura,
 Conoscenze sulle base della teoria della fatica,
 Conoscenze relative al comportamento statico e a fatica di componenti delle macchine automatiche,
 Abilità nella progettazione e verifica di elementi di macchine automatiche.
Prerequisiti / Conoscenze pregresse
Si richiedono le conoscenze dei corsi di Analisi Matematica, Fisica e Disegno Tecnico.
Programma
MECCANICA APPLICATA (40h)
- Introduzione agli organi costitutivi delle macchine. Esempi di sistemi meccanici con elementi di trasmissione rigidi e flessibili. (2 h)
- Cinematica del corpo rigido. Accoppiamenti tra corpi rigidi: cuscinetti, boccole, camme, vite-madrevite, guide lineari. Applicazione a sistemi tipici nell'ambito automatico. (8 h)
- Cinematica dei moti relativi. Meccanismi articolati. Esempi finalizzati allo studio di sistemi per la trasmissione del moto nelle macchine automatiche. (6 h)
- Dinamica dei sistemi meccanici nel piano: forze e momenti, equazioni cardinali, diagramma del corpo libero, riduzione delle forze di inerzia. Applicazione allo studio di tipici sistemi meccanici. (8 h)
- Leggi fondamentali sull'attrito. Modelli di attrito, attrito radente e volvente (8 h)
- Applicazione dell'equazione dell'energia e dei teoremi della quantità di moto e del momento della quantità di moto. (6 h)
- Cenni sulle vibrazioni nei sistemi meccanici. (2 h)

COSTRUZIONE DI MACCHINE (40h)
- Calcolo delle sollecitazioni meccaniche in strutture isostatiche (4 h)
- Analisi delle deformazioni e delle tensioni (4 h)
- Analisi delle tensioni nel solido di Saint Venant (4h)
- Calcolo delle sollecitazioni meccaniche in strutture iperstatiche utilizzando l'approccio degli elementi finiti (4 h)
- Ipotesi di rottura e verifica statica di materiali metallici (4 h).
- Introduzione alla fatica dei materiali, calcolo a fatica di componenti meccanici (6 h).
- Elementi costruttivi delle macchine, calcolo statico e a fatica di:
o alberi (2 h)
o molle (4 h),
o cuscinetti (4 h),
o ruote dentate (4 h).
Organizzazione dell'insegnamento
È prevista all'interno delle lezioni una parte dedicata allo svolgimento di esercizi mirati alla comprensione degli argomenti teorici trattati a lezione.
Sono inoltre previste esercitazioni in aula nelle quali gli studenti, sotto la supervisione del docente, svolgeranno esercizi relativi agli argomenti trattati a lezione. Altre esercitazioni saranno dedicate alla progettazione e verifica di elementi di macchine. Inoltre si prevede di svolgere almeno una esercitazione in laboratorio per mostrare agli studenti la morfologia di elementi di macchine che hanno subito rottura e per visionare macchine per prove di caratterizzazione statica e a fatica.
Testi richiesti o raccomandati: letture, dispense, altro materiale didattico
Testi di riferimento per la parte di Meccanica Applicata:
C. Ferraresi, T. Raparelli, Meccanica Applicata, CLUT, 2007.
Per approfondimento
G. Belforte, Meccanica Applicata alle Macchine, Levrotto e Bella, 1997.
J.L. Meriam, LG. Kraige, Engineering Mechanics, Vol I,II, Wiley, 2003.

Testi di riferimento per la parte di Costruzione di Macchine:
1. Fondamenti di meccanica strutturale G. Curti, F. Curà, CLUT, 2006,
2. Introduzione alla fatica dei materiali e dei componenti meccanici, M; Rossetto, Levrotto & Bella, 2000,
3. Il metodo degli elementi finiti nella progettazione meccanica, G. Belingardi, Levrotto & Bella, 1995,
4. Fundamentals of machine component design, R. C. Juvinall, C. Marshek, Wiley, 2006.
Sarà inoltre fornito agli studenti il materiale didattico utilizzato dal docente durante le lezioni e sarà indicato per ogni testo la parte di interesse ai fini del presente insegnamento.
Criteri, regole e procedure per l'esame
La valutazione finale sarà ottenuta dalla media della valutazione delle due parti di Meccanica Applicata e Costruzione di Macchine.
La valutazione della preparazione relativa alla parte di insegnamento di Meccanica Applicata sarà basata su una prova scritta.
La valutazione della preparazione relativa alla parte di insegnamento di Costruzione di Macchine sarà basata su una prova scritta e una prova orale.
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2012/13
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