Lo scopo dell'insegnamento è quello di fornire le conoscenze di base e le abilità necessarie per il dimensionamento e la verifica di componenti meccanici con riferimento alle normative tecniche di supporto. Gli argomenti trattati sono: - integrazioni di meccanica strutturale (tensioni residue, fatica ad ampiezza variabile e multi-assiale); - meccanica del contatto tra corpi elastici; - principi e procedimenti per il dimensionamento e la verifica di alcuni fra i principali componenti delle macchine ed elementi di collegamento (assi e alberi, ruote dentate, solidi assialsimmetrici, collegamenti albero mozzo, cuscinetti volventi, molle, collegamenti filettati e saldati); - descrizione, principi di funzionamento e calcolo di dispositivi di collegamento di linee di trasmissione (giunti e innesti).

L'insegnamento mira a fornire allo studente i seguenti aspetti : Conoscenze: [A] dei principali tipi di cedimento dei componenti di macchina con riferimento alle proprietà dei materiali [B] della comprensione dei principi di progettazione meccanica e delle metodologie specifiche di progettazione di alcuni elementi delle macchine e dei sistemi di collegamento, anche sulla base delle principali normative tecniche [C] della interpretazione di disegni di componenti di macchina con comprensione della funzione dei componenti e dei dettagli costruttivi. Capacità sviluppate: [D] interpretare e comprendere i disegni meccanici [E] comprendere i criteri di assemblaggio e montaggio dei componenti meccanici [F] eseguire il dimensionamento e la verifica di elementi meccanici e dei sistemi di collegamento [G] rappresentare anche in forma semplificata componenti di macchina e sistemi meccanici.

- Conoscenza dei principi del disegno tecnico in accordo con le norme ISO. - Capacità di eseguire l'analisi cinematica di semplici meccanismi. - Capacità di eseguire il calcolo delle sollecitazioni in elementi tipo trave. - Conoscenza del comportamento dei materiali metallici sotto carico statico (parametri ricavati dalla prova di trazione). - Conoscenze di base del comportamento dei materiali metallici sotto carichi affaticanti in condizioni di laboratorio, stato di tensione monoassiale. - Capacità di effettuare calcoli di verifica statica e di verifica a fatica su elementi tipo trave o provini. - Conoscenza dei principali trattamenti termici dei materiali metallici.

L'insegnamento si propone di fornire le conoscenze minime necessarie per la progettazione, la verifica, l'interpretazione del disegno degli elementi costruttivi delle macchine più utilizzati e si pone come naturale approfondimento e sviluppo della disciplina di Fondamenti di Meccanica Strutturale verso le applicazioni di progettazione meccanica. Sono trattati gli aspetti generali della resistenza dei componenti meccanici sottoposti a sollecitazioni statiche e dinamiche (fatica) e i procedimenti di calcolo di alcuni fra i principali componenti delle macchine ed elementi di collegamento. Argomenti del corso (sintesi) - Cedimento per fatica. Concetti di base, diagrammi di impiego ingegneristico, effetti che influenzano la vita a fatica, intagli, sicurezza dei componenti. Sollecitazioni multiassiali e durata. - Assi e alberi. Stato di tensione, procedure di calcolo e verifica statica e a fatica. - Ruote dentate. Principi di base dell’ingranamento, geometria del dente e disegno del fianco a evolvente di cerchio, calcolo delle forze tra i denti in presa per ingranaggi a denti diritti e elicoidali, procedure di calcolo e verifica a fatica e a usura secondo normativa. - Stato di tensione per carichi di contatto: Cenni sulla teoria di Hertz ed esempi di applicazione. - Solidi assialsimmetrici. Stato di sollecitazione in tubi a parete sottile soggetti a pressione, recipienti in pressione a parete spessa e dischi. - Collegamenti mozzo-albero. Collegamento per interferenza, applicazione con utilizzo delle tabelle ISO delle tolleranze dimensionali, collegamento con chiavette, linguette, spine, scanalati e relative tolleranze. - Cuscinetti a corpi volventi. Tipi, durata e scelta a catalogo, analisi di differenti disegni e soluzioni costruttive con regole di applicazione e montaggio. - Collegamenti albero-albero. Descrizione dei principali tipi di collegamenti smontabili tra alberi (giunti) e cenni sul dimensionamento, descrizione del funzionamento dei principali tipi di collegamenti non permanenti in esercizio (innesti). - Collegamenti filettati. Descrizione, diagrammi di interferenza, sollecitazioni nel fusto dovute al serraggio, materiali per bulloneria. Rappresentazione a disegno dei collegamenti filettati. Tipologie di viti. Ripartizione del carico esterno sul bullone. Incertezze e allentamenti. Carico minimo sul pezzo. Viti soggette a taglio. Verifiche statiche e a fatica secondo normativa - Collegamenti per saldatura. Cenni sui processi di saldatura e sulla difettosità, giunti di testa e a cordone d'angolo. Verifica statica e a fatica secondo normativa Eurocodice. Sollecitazioni con ampiezza variabile, applicazione della legge di Miner. - Rassegna di tipologie di molle e loro disegno. Esempi di disegni con applicazione di molle. caratteristica, coefficiente di utilizzazione. Molle in serie e in parallelo. Molle di torsione a sezione circolare, a elica cilindrica, verifica statica e a fatica. Molle a lamina e a balestra, formule semplificate per il calcolo. Verifica secondo normativa.

Il corso è impostato in modo che lo studente, al termine, abbia acquisito la conoscenza (knowledge) degli organi di macchina più tipici della costruzione di macchine e di una serie di soluzioni costruttive tipiche per ogni argomento del corso, nonché la capacità di svolgere preliminari dimensionamenti e verifiche e di saper rappresentare in modo chiaro e secondo le normative quanto delineato a livello di calcolo. E’ atteso che lo studente acquisisca ben definite capacità (skills) quali: 1.Eseguire preliminari calcoli di verifica e di dimensionamento sui principali organi di macchina, servendosi anche di tabelle, diagrammi e formule da normativa tecnica; 2.Leggere e interpretare i disegni di insiemi meccanici, di complessità media e comprendere le modalità di funzionamento dei dispositivi rappresentati; 3. Comprendere i criteri di assemblaggio e montaggio dei componenti meccanici e realizzare schizzi manuali per illustrane il funzionamento. La conoscenza dei concetti di base, delle tecniche sperimentali e del contesto tecnologico che stanno alla base delle deduzioni teoriche, delle normative e delle eventuali assunzioni semplificative, costituisce parte non secondaria della preparazione professionale, anche laddove essa non è descritta in forma matematica. Questi aspetti sono, pertanto, oggetto delle lezioni. La capacità di risolvere i problemi concreti che si pongono nella vita professionale si acquisisce sviluppando l’abilità di coniugare la teoria con la sua pratica applicazione. Le esercitazioni per la parte di calcolo strutturale e progetto, pertanto, propongono semplici ma concreti casi di applicazione finalizzati a condurre gli studenti ad una completa comprensione degli aspetti della teoria, per poi utilizzarli nella pratica professionale quotidiana. Gli esercizi consentono di acquisire la sensibilità verso gli ordini di grandezza dei valori numerici in gioco. In questo senso è caldamente consigliato, durante le esercitazioni e l’esame scritto, di ricorrere anche alle soluzioni grafiche ed effettuare l’analisi dimensionale dei risultati ottenuti, al fine di evitare di trarre ingenue o inverosimili conclusioni, derivanti da meri errori di calcolo. Un orientamento più specifico verso la professione è offerto dallo sviluppo di una relazione tecnica, che sarà oggetto delle esercitazioni, dedicata al progetto/verifica di alcuni componenti di macchina secondo i requisiti delle normative tecniche vigenti. In quest’ottica appare evidente che il servizio reso dal ciclo di lezioni ed esercitazioni proposto risulta efficace a livello formativo soltanto se ciascuno studente partecipa continuativamente e in modo attivo. Organizzazione delle esercitazioni Gli studenti verranno suddivisi durante la prima settimana di corso in squadre composte da 2 o 3 studenti, ogni studente svolgerà le esercitazioni collaborando con gli altri membri della propria squadra. Durante ogni esercitazione verranno proposti degli esercizi in parte svolti dal docente, in parte svolti autonomamente in aula dagli studenti con la propria squadra. Alcune esercitazioni saranno dedicate alla procedura di lavoro per la relazione tecnica che ogni studente svolgerà a casa in collaborazione con la propria squadra. Ogni squadra dovrà redigere una SOLA relazione tecnica collettiva, relativa al progetto/verifica dell’organo di macchina assegnato. La relazione dovrà essere presentata da ciascun studente durante l'esame ORALE. Si consiglia, pertanto, a ogni studente di avere una copia della relazione, di cui disporre al momento dell'esame, in quanto dovrà sostenere una prova orale di dimostrazione della sua puntuale conoscenza.

Materiale di studio principale -Materiale didattico utilizzato a lezione, disponibile sul portale della didattica, preparato dai docenti in forma di presentazioni autoesplicative dei contenuti del corso. Libri di testo (facoltativi) -R. Budynas, J. Nisbett, Shigley – Progetto e costruzione di macchine, McGraw Hill, Edizione Italiana (II),2008 e seguenti -A. De Paulis, P. Forte, F. Frendo, E. Manfredi, "Costruzione di macchine", Pearson, Italia, 2019. -M. Rossetto, Introduzione alla fatica dei materiali e dei componenti, Levrotto & Bella, Torino, 2000 -L. Goglio Resistenza dei Materiali e dei Collegamenti, Levrotto & Bella, Torino, 2006 Materiale per approfondimenti (facoltativo) -R.C. Juvinall, K.M. Marshek, Fundamentals of machine component design, John Wiley & Sons, 2006 -G. Niemann, H. Winter, B. Höhn, Manuale degli organi delle macchine, Tecniche Nuove, Milano, 2006 -A. Strozzi, Lezioni di Costruzione di Macchine, Pitagora, Bologna, 1998 -S. Suresh, Fatigue of materials, Cambridge University Press, Cambridge, 1998 -R. Giovannozzi, Costruzione di Macchine, voll. 1 e 2, Patron, Bologna, 1980 (storico) -U. Pighini, Elementi Costruttivi delle Macchine, Edizioni Scientifiche Associate, Roma, 1980 (storico) -J.A.Collins, Failure of Materials in Mechanical Design, John Wiley & Sons, 1980 (storico)

Modalità di esame: Prova orale obbligatoria; Prova scritta tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo; Elaborato progettuale in gruppo;

Nel caso l'accesso sia negato dalle disposizioni relative all'emergenza sanitaria, le modalità di esame saranno totalmente in remoto nella forma che segue. Risultati di apprendimento attesi Conoscenze: [A] dei principali tipi di cedimento dei componenti di macchina con riferimento alle proprietà dei materiali [B] della comprensione dei principi di progettazione meccanica e delle metodologie specifiche di progettazione di alcuni elementi delle macchine e di collegamento anche sulla base delle principali normative tecniche [C] della interpretazione di disegni di componenti di macchina con comprensione della funzione dei componenti e dei dettagli costruttivi Capacità sviluppate: [D] interpretazione e comprensione di disegni meccanici [E] comprendere ii criteri di assemblaggio e montaggio dei componenti meccanici [F] eseguire il dimensionamento e la verifica di elementi meccanici e collegamenti [G] realizzare schizzi manuali di componenti meccanici. Criteri regole e procedure di esame. PROVA SCRITTA La Prova scritta avverrà mediante la piattaforma di ateneo EXAM+RESPONDUS. La sorveglianza durante lo svolgimento dello scritto utilizzerà la webcam dello studente. La prova scritta della durata di 75 min sarà composta da: . 18 domande di teoria, a risposta multipla. Regola di punteggio: risposta esatta 1 punto risposta omessa 0 punti risposta errata 0.5 punti 1 domanda di teoria, a risposta aperta (nella forma domanda componimento su descrizione di un componente). Regola di punteggio: risposta corretta, completa ed esauriente: 3 punti; risposta corretta, ma non esaustiva: punteggio intermedio tra 0 e 3 punti risposta omessa o errata: 0 punti;   MAX PUNTEGGIO SULLE DOMANDE 21 punti   3 esercizi: con risultato numerico da scrivere nell'apposita finestra e svolgimento da eseguire a mano su un foglio, da fotografare e poi inviare. Lo studente dovrà inviare la foto dello svolgimento dell’esercizio prodotta con la webcam del computer, utilizzando l’apposito tasto del software. Regola di punteggio: svolgimento esatto con risultato numerico entro una fascia del 5%: 4 punti svolgimento in parte corretto: punteggio intermedio tra 0 e 4 punti svolgimento omesso o errato: 0 punti;   MAX PUNTEGGIO SUGLI ESERCIZI 12 punti   MAX PUNTEGGIO DEL COMPITO 33 punti. Il voto massimo sarà comunque limitato a 30/30, in caso esso superasse questo valore. In questo modo sono tenute in conto le difficoltà oggettive che si aggiungono a svolgere l’esame in remoto, con queste nuove modalità, in quanto è possibile ottenere un punteggio comunque pari a 30/30, anche con qualche imperfezione nello svolgimento della prova scritta. Per accedere alla parte orale, sarà necessario aver ottenuto almeno 18/30 nella prova scritta, prima descritta. PROVA ORALE La prova orale avverrà mediante VIRTUAL CLASSROOM. Il giorno prima della data pubblicata per la prova orale, tutti gli studenti in corso di esame dovranno caricare nella sezione "elaborati" del portale una copia della relazione tecnica. La prova ORALE ha una durata massima di 25 min. Gli studenti possono portare con sé solo la relazione tecnica, non devono avere altro materiale. Per i primi 10 min. gli studenti, se necessario, possono chiedere chiarimenti sul compito e sulla formulazione del voto. Segue la discussione della relazione tecnica, che ha una durata massima di 15 min. Gli studenti discuteranno i contenuti della relazione tecnica in remoto con un collegamento tramite virtual classroom. Gli studenti discuteranno la relazione tecnica con i docenti dell'insegnamento e potranno ottenere + o -2 punti (più o meno due punti). Il voto finale dell'esame sarà ottenuto sommando il voto della prova scritta e il punteggio attribuito alla discussione della relazione tecnica. Nel caso il risultato ottenuto eccedesse i 30/30esimi, per l’attribuzione della lode al candidato la commissione potrà formulare al candidato una o più domande orali su tutto il programma dell'insegnamento.

Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria; Prova scritta tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo; Elaborato progettuale in gruppo;

Nel caso sia possibile effettuare nuovamente esami in presenza si distinguono due possibili modalità di esame, a seconda della possibilità di accesso alle strutture di ateneo. MODO A - Nel caso si debba utilizzare una modalità mista: parte degli studenti in presenza, parte in remoto. MODO B - Nel caso gli esami possano essere tenuti per tutti gli studenti in presenza (come in passato) Risultati di apprendimento attesi Conoscenze: [A] dei principali tipi di cedimento dei componenti di macchina con riferimento alle proprietà dei materiali [B] della comprensione dei principi di progettazione meccanica e delle metodologie specifiche di progettazione di alcuni elementi delle macchine e di collegamento anche sulla base delle principali normative tecniche [C] della interpretazione di disegni di componenti di macchina con comprensione della funzione dei componenti e dei dettagli costruttivi Capacità sviluppate: [D] interpretazione e comprensione di disegni meccanici [E] comprendere ii criteri di assemblaggio e montaggio dei componenti meccanici [F] eseguire il dimensionamento e la verifica di elementi meccanici e collegamenti [G] realizzare schizzi manuali di componenti meccanici. Criteri regole e procedure di esame. MODO A - Esami tenuti in modalità mista: parte degli studenti in presenza, parte in remoto. PROVA SCRITTA La prova scritta avverrà comunque PER TUTTI IN REMOTO mediante la piattaforma di ateneo EXAM+RESPONDUS. La sorveglianza durante lo svolgimento dello scritto utilizzerà la webcam dello studente. La prova scritta della durata di 75 min sarà composta da: . 18 domande di teoria, a risposta multipla. Regola di punteggio: risposta esatta 1 punto risposta omessa 0 punti risposta errata 0.5 punti 1 domanda di teoria, a risposta aperta (nella forma domanda componimento su descrizione di un componente). Regola di punteggio: risposta corretta, completa ed esauriente: 3 punti; risposta corretta, ma non esaustiva: punteggio intermedio tra 0 e 3 punti risposta omessa o errata: 0 punti;   MAX PUNTEGGIO SULLE DOMANDE 21 punti   3 esercizi: con risultato numerico da scrivere nell'apposita finestra e svolgimento da eseguire a mano su un foglio, da fotografare e poi inviare. Lo studente dovrà inviare la foto dello svolgimento dell’esercizio prodotta con la webcam del computer, utilizzando l’apposito tasto del software. Regola di punteggio: svolgimento esatto con risultato numerico entro una fascia del 5%: 4 punti svolgimento in parte corretto: punteggio intermedio tra 0 e 4 punti svolgimento omesso o errato: 0 punti;   MAX PUNTEGGIO SUGLI ESERCIZI 12 punti   MAX PUNTEGGIO DEL COMPITO 33 punti. Il voto massimo sarà comunque limitato a 30/30, in caso esso superasse questo valore. In questo modo sono tenute in conto le difficoltà oggettive che si aggiungono a svolgere l’esame in remoto, con queste nuove modalità, in quanto è possibile ottenere un punteggio comunque pari a 30/30, anche con qualche imperfezione nello svolgimento della prova scritta. Per accedere alla parte orale, sarà necessario aver ottenuto almeno 18/30 nella prova scritta, prima descritta. PROVA ORALE La prova orale avverrà IN PRESENZA per gli studenti che potranno essere presenti al Politecnico, e in remoto mediante VIRTUAL CLASSROOM, per gli studenti che non potranno essere presenti. Il giorno prima della data pubblicata per la prova orale, tutti gli studenti in corso di esame dovranno caricare nella sezione "elaborati" del portale una copia della relazione tecnica. La prova ORALE ha una durata massima di 25 min. Gli studenti possono portare con sé solo la relazione tecnica, non devono avere altro materiale. Per i primi 10 min. gli studenti, se necessario, possono chiedere chiarimenti sul compito e sulla formulazione del voto. Segue la discussione della relazione tecnica, che ha una durata massima di 15 min. Gli studenti discuteranno i contenuti della relazione tecnica in remoto con un collegamento tramite virtual classroom o in presenza se possono essere presenti. Gli studenti discuteranno la relazione tecnica con i docenti dell'insegnamento e potranno ottenere + o -2 punti (più o meno due punti). Il voto finale dell'esame sarà ottenuto sommando il voto della prova scritta e il punteggio attribuito alla discussione della relazione tecnica. Nel caso il risultato ottenuto eccedesse i 30/30esimi, per l’attribuzione della lode al candidato la commissione potrà formulare al candidato una o più domande orali su tutto il programma dell'insegnamento. MODO B - Esami tenuti per tutti gli studenti in presenza (come in passato) PROVA SCRITTA La prova scritta della durata totale di circa 2 ore si terrà per tutti gli studenti in aula. I fogli su cui eseguire la prova scritta verranno forniti allo studente che si presenterà alla prova solo con il materiale di cancelleria necessario per scrivere, righello per tracciare i grafici, strumenti per il disegno e una calcolatrice per eseguire i calcoli necessari. Ogni studente dovrà riconsegnare in ogni caso i testi di esame e tutti i fogli che gli sono stati distribuiti e avrà 15 minuti di tempo per ritirarsi dall'inizio della prova. La prova scritta è composta da: - 3 domande aperte di teoria (ciascuna valutata da 0 a 5 punti) - 3 esercizi da risolvere in forma numerica (ciascuno valutato da 0 a 5 punti) Il voto della prova scritta sarà al massimo pari a 30/30 Per accedere alla parte orale, sarà necessario aver ottenuto almeno 18/30 nella prova scritta, prima descritta. PROVA ORALE La prova orale avverrà IN PRESENZA in aula con i docenti dell'insegnamento. La durata della prova orale è al massimo di 25 min. Lo studente può avere con sè solo la relazione tecnica. Lo studente verifica innanzitutto, insieme ai docenti, la correzione della sua prova scritta e la relativa formulazione del voto. Lo studente ha in questa fase la possibilità du rivedere il proprio compito per circa 10 min ed eventualmente chiedere chiarimenti ai docenti. Questa fase non contribuisce alla formulazione del voto finale, ma permette eventuali perfezionamenti, a giudizio dei docenti, del voto della prova scritta, qualora siano intercorsi problemi di interpretazione dell’elaborato. Segue la discussione dei contenuti della relazione tecnica di persona con i docenti dell'insegnamento. Questa parte ha la durata di circa 15 min. Lo studente potrà ottenere + 2 o -2 punti (più due o meno due punti). Lo studente porterà la relazione direttamente all'esame orale. Non è necessario che la consegni prima. Il voto finale dell'esame sarà ottenuto sommando il voto della prova scritta e il punteggio attribuito alla discussione della relazione tecnica. Nel caso il risultato ottenuto eccedesse i 30/30esimi, per l’attribuzione della lode al candidato la commissione potrà formulare al candidato una o più domande orali su tutto il programma dell'insegnamento.