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Fondamenti di meccanica strutturale

09IHRLN

A.A. 2021/22

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea in Ingegneria Dell'Autoveicolo - Torino

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Lezioni 53
Esercitazioni in aula 27
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Chiandussi Giorgio Professore Associato IIND-03/A 53 27 0 0 13
Collaboratori
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Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/14 8 B - Caratterizzanti Ingegneria meccanica
2021/22
L’insegnamento fornisce la base della formazione in ambito strutturale dell’ingegneria meccanica e costituisce le fondamenta dello specifico percorso formativo che si svilupperà e completerà nel corso degli anni successivi al fine di abilitare lo studente all’esercizio della professione. L'insegnamento ha come obiettivo il fornire le conoscenze di base e le abilità necessarie fondamentali per eseguire il dimensionamento e la verifica strutturale di modelli di componenti/strutture soggetti a carichi statici e variabili nel tempo.
The course presents the basics of mechanical engineering and represents the starting level of a specific training that will be developed and completed during the following years with the aim to qualify the student to solve real structural design problems. The course aims to provide the basic knowledge and skills necessary to perform the structural design and verification of structures/components and mechanical systems subjected to static and fatigue loads.
I risultati attesi in seguito al superamento del corso sono: • Capacità di definire un equilibrio di forze e ricavare le reazioni vincolari in un modello semplificato di componente e/o struttura; • Capacità di disegnare e quantificare le caratteristiche di sollecitazione presenti su un modello semplificato di componente e/o struttura; • Capacità di determinare quale sia la sezione maggiormente sollecitata e su questa definire il punto in cui si manifesta lo stato tensionale più gravoso ai fini della resistenza; • Capacità di definire, in funzione del tipo di carico (statico o affaticante) e del tipo di cedimento del materiale (fragile o duttile), l’ipotesi di cedimento più appropriata e calcolare la tensione equivalente; • Capacità di valutare le proprietà del materiale e se necessario scegliere il materiale più idoneo all’applicazione; • Capacità di calcolare, in funzione delle richieste di verifica e/o progetto, l’appropriato coefficiente di sicurezza e/o la dimensione geometrica incognita e/o la durata del componente e/o struttura.
Le conoscenze pregresse richieste per una proficua frequentazione del corso sono: • Conoscenza dei contenuti del corso di Matematica (studio di funzione, calcolo di derivate e integrali, calcolo matriciale, problema agli autovalori) • Conoscenza dei contenuti del corso di Fisica (concetti base di cinematica, statica e dinamica).
• Richiami e completamento delle nozioni fondamentali di statica (forze, momenti, risultanti, equivalenza di sistemi), carichi concentrati e distribuiti, vincoli fondamentali, grado di iperstaticità. Equazioni di equilibrio alla traslazione e alla rotazione nel piano e nello spazio. (1 CFU) • Caratteristiche di sollecitazione in elementi strutturali mono-dimensionali soggetti a carichi nel piano e nello spazio. Solido di de St Venant: comportamento estensionale, flessionale, torsionale e a taglio. Stato di tensione e di deformazione. (3,5 CFU) • Caratteristiche meccaniche statiche dei materiali di interesse ingegneristico, criteri di cedimento per materiali a comportamento fragile e duttile, coefficienti di sicurezza. (1 CFU) • Configurazione deformata di travi (equazione della linea elastica), soluzione di problemi iperstatici e instabilità elastica. (1 CFU) • Fatica meccanica monoassiale ad alto numero di cicli (HCF): parametri caratteristici, diagramma SN, effetto della tensione media (diagrammi di Haigh, Goodman-Smith, Mor e Master). Dal materiale al componente: effetto della finitura superficiale, del tipo di carico, delle dimensioni ed effetto d’intaglio. Durata del componente e coefficiente di sicurezza a fatica. Fatica con sollecitazioni di ampiezza variabile (regola del danneggiamento cumulativo di Palmgren-Miner). (1,5 CFU) Esercitazione di laboratorio (facoltativa) Esperienza di laboratorio hands-on DeXpiLab ‘Linea elastica’: assemblaggio e utilizzo di un banco di prova e del relativo sistema di carico e acquisizione dati per la misura della linea elastica di una trave doppiamente appoggiata. L’attività è facoltativa e si esegue mediante prenotazione al laboratorio aperto DeXpiLab del DIMEAS per consentire a tutti gli studenti di disporre di una postazione dedicata. Nel caso non fosse ancora possibile accedere fisicamente al DeXpiLab per motivi di sicurezza connessi alla pandemia, sarà possibile svolgere l’attività ‘Virtual DeXpiLab’ su piattaforma web. Maggiori indicazioni saranno fornite a lezione dai docenti.
• Lezioni teoriche (47 ore); • Esercitazioni in aula a squadre sui vari argomenti trattati a livello teorico (33 ore).
Testo di riferimento: • A. Somà, Fondamenti di meccanica strutturale, Ed. Levrotto & Bella, 2013. Testi per ulteriori approfondimenti: • R.C. Juvinall, K.M. Marshek, Fondamenti della progettazione dei componenti delle macchine, Ed. ETS. • J. A. Collins, Failure of materials in mechanical design, Ed. J. Wiley. • M. Rossetto, Introduzione alla fatica dei materiali e dei componenti meccanici, Ed. Levrotto & Bella. • L. Goglio, Fondamenti di Meccanica Strutturale (shareware).
Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa; Elaborato scritto individuale;
Exam: Written test; Optional oral exam; Individual essay;
... L’esame ha lo scopo di verificare le competenze indicate nella Sezione “Risultati dell’apprendimento attesi”. Gli obiettivi che l'esame intende accertare sono pertanto: la corretta scrittura degli equilibri di forze e la corretta valutazione delle reazioni vincolari, la corretta valutazione e rappresentazione grafica delle caratteristiche di sollecitazione, la corretta determinazione della sezione maggiormente sollecitata e l’identificazione del punto con lo stato tensionale più gravoso, la corretta scelta dell’ipotesi di cedimento più appropriata per il calcolo della tensione equivalente, la corretta valutazione del coefficiente di sicurezza e/o della dimensione geometrica e/o della durata del modello di componente/struttura in esame. Numero e tipologia di prove: esame scritto (obbligatorio), esame orale (facoltativo) e Report sulla Esercitazione di Laboratorio (facoltativo). - esame scritto: l'esame scritto, della durata di 3 ore, consiste nella soluzione di 2-3 esercizi e nella risposta a di 2-3 domande di teoria a risposta aperta, relative al sul contenuto dell’intero insegnamento. Per accedere al compito scritto, è necessario presentarsi in aula muniti di documento di identificazione, calcolatrice scientifica, cancelleria minima (penna blu o nera, matita, gomma, righello, squadrette e compasso). Il materiale cartaceo per lo svolgimento sarà messo a disposizione dai docenti. Durante lo scritto non è consentito consultare appunti o altro materiale. Anche la chiarezza espositiva e le rappresentazioni grafiche costituiscono oggetto di valutazione. - esame orale: l'esame orale è facoltativo e può essere affrontato soltanto dagli studenti che abbiano ottenuto un punteggio dello scritto non inferiore a 18. L’orale deve essere affrontato nell’ambito dello stesso appello dello scritto. L’orale consiste nella risposta a un minimo di 2 domande sul contenuto dell’intero insegnamento. La facoltà di non sostenere l’orale comporta: • per coloro che abbiano conseguito nel compito scritto un punteggio compreso tra 18 e 26, la registrazione del punteggio ottenuto come voto finale in trentesimi; • per coloro che abbiano conseguito nello scritto un punteggio superiore a 26, la registrazione di un voto finale pari a 26/30. L’assenza dello studente alla data disponibile per l’orale viene considerata come scelta di non sostenere l’orale e quindi come implicita accettazione del voto ottenuto nello scritto, secondo le regole sopra esposte. - Report sulla Esercitazione di Laboratorio: la descrizione della prova di laboratorio (DeXpiLab), da consegnare prima della sessione di esami, viene valutata fra 0 e 2 punti Il voto finale dell’esame è calcolato come media aritmetica delle valutazioni conseguite nello scritto e nell’orale facoltativo alla quale verrà sommata la valutazione dell’eventuale descrizione della prova di laboratorio facoltativa (DeXpiLab).
Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.
Modalità di esame: Prova orale facoltativa; Elaborato scritto individuale; Prova scritta tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;
L’esame ha lo scopo di verificare le competenze indicate nella Sezione “Risultati dell’apprendimento attesi”. Gli obiettivi che l'esame intende accertare sono pertanto: la corretta scrittura degli equilibri di forze e la corretta valutazione delle reazioni vincolari, la corretta valutazione e rappresentazione grafica delle caratteristiche di sollecitazione, la corretta determinazione della sezione maggiormente sollecitata e l’identificazione del punto con lo stato tensionale più gravoso, la corretta scelta dell’ipotesi di cedimento più appropriata per il calcolo della tensione equivalente, la corretta valutazione del coefficiente di sicurezza e/o della dimensione geometrica e/o della durata del modello di componente/struttura in esame. Numero e tipologia di prove: esame scritto (obbligatorio), esame orale (facoltativo) e Report sulla Esercitazione di Laboratorio (facoltativo). - esame scritto: somministrazione mediante la piattaforma Exams del Politecnico di Torino con l’uso del software di proctoring automatico Respondus. La prova ha durata di 2,5 ore ed è composta da 3 esercizi articolati in più quesiti a risposta numerica e/o grafica che devono essere affrontati in modo sequenziale e indipendente (ovvero, la soluzione di un problema non dipende dalle soluzioni dei problemi precedenti) e da 1 domanda di teoria a risposta aperta. Per accedere al compito scritto, è necessario presentarsi muniti di documento di identificazione, calcolatrice scientifica, cancelleria minima (penna blu o nera, matita, gomma, righello, squadrette e compasso). Durante lo scritto non è consentito consultare appunti o altro materiale. Anche la chiarezza espositiva e le rappresentazioni grafiche costituiscono oggetto di valutazione. - esame orale: la prova si svolge tramite Virtual Classroom al fine di consentire la registrazione della prova a tutela dello studente e del docente. Possono sostenere l’esame orale soltanto gli studenti che hanno ottenuto un punteggio minimo dello scritto pari a 18/30. L’orale deve essere affrontato nell’ambito dello stesso appello dello scritto. L’orale consiste nella risposta a un minimo di 2 domande sul contenuto dell’intero insegnamento. - Report sulla Esercitazione di Laboratorio: la descrizione della prova di laboratorio (DeXpiLab), da consegnare prima della sessione di esami, viene valutata fra 0 e 2 punti La facoltà di non sostenere l’orale comporta: • per coloro che abbiano conseguito nel compito scritto un punteggio compreso tra 18 e 26, la registrazione del punteggio ottenuto come voto finale in trentesimi; • per coloro che abbiano conseguito nello scritto un punteggio superiore a 26, la registrazione di un voto finale pari a 26/30. L’assenza dello studente alla data disponibile per l’orale viene considerata come scelta di non sostenere l’orale e quindi come implicita accettazione del voto ottenuto nello scritto, secondo le regole sopra esposte. Il voto finale dell’esame è calcolato come media aritmetica delle valutazioni conseguite nello scritto e nell’orale facoltativo alla quale verrà sommata la valutazione dell’eventuale descrizione della prova di laboratorio facoltativa (DeXpiLab).
Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa; Elaborato scritto individuale; Prova scritta tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;
L’esame ha lo scopo di verificare le competenze indicate nella Sezione “Risultati dell’apprendimento attesi”. Gli obiettivi che l'esame intende accertare sono pertanto: la corretta scrittura degli equilibri di forze e la corretta valutazione delle reazioni vincolari, la corretta valutazione e rappresentazione grafica delle caratteristiche di sollecitazione, la corretta determinazione della sezione maggiormente sollecitata e l’identificazione del punto con lo stato tensionale più gravoso, la corretta scelta dell’ipotesi di cedimento più appropriata per il calcolo della tensione equivalente, la corretta valutazione del coefficiente di sicurezza e/o della dimensione geometrica e/o della durata del modello di componente/struttura in esame. Numero e tipologia di prove: esame scritto (obbligatorio), esame orale (facoltativo) e Report sulla Esercitazione di Laboratorio (facoltativa). - esame scritto: nella modalità in remoto l'esame scritto verrà somministrato mediante la piattaforma Exams del Politecnico di Torino con l’uso del software di proctoring automatico Respondus, nella modalità in presenza l'esame scritto verrà somministrato presso un'aula del Politecnico di Torino. La prova ha durata di 2,5 ore ed è composta da 3 esercizi articolati in più quesiti a risposta numerica e/o grafica che devono essere affrontati in modo sequenziale e indipendente (ovvero, la soluzione di un problema non dipende dalle soluzioni dei problemi precedenti) e da 1 domanda di teoria a risposta aperta. Per accedere al compito scritto, è necessario presentarsi muniti di documento di identificazione, calcolatrice scientifica, cancelleria minima (penna blu o nera, matita, gomma, righello, squadrette e compasso). Durante lo scritto non è consentito consultare appunti o altro materiale. Anche la chiarezza espositiva e le rappresentazioni grafiche costituiscono oggetto di valutazione. - esame orale: nella modalità in remoto la prova si svolge tramite Virtual Classroom al fine di consentire la registrazione della prova a tutela dello studente e del docente, nella modalità in presenza l'esame scritto verrà sostenuto presso un'aula del Politecnico di Torino. Possono sostenere l’esame orale soltanto gli studenti che hanno ottenuto un punteggio minimo dello scritto pari a 18/30. L’orale deve essere affrontato nell’ambito dello stesso appello dello scritto. L’orale consiste nella risposta a un minimo di 2 domande sul contenuto dell’intero insegnamento. - Report sulla Esercitazione di Laboratorio: la descrizione della prova di laboratorio (DeXpiLab), da consegnare prima della sessione di esami, viene valutata fra 0 e 2 punti. La facoltà di non sostenere l’orale comporta: • per coloro che abbiano conseguito nel compito scritto un punteggio compreso tra 18 e 26, la registrazione del punteggio ottenuto come voto finale in trentesimi; • per coloro che abbiano conseguito nello scritto un punteggio superiore a 26, la registrazione di un voto finale pari a 26/30. L’assenza dello studente alla data disponibile per l’orale viene considerata come scelta di non sostenere l’orale e quindi come implicita accettazione del voto ottenuto nello scritto, secondo le regole sopra esposte. Il voto finale dell’esame è calcolato come media aritmetica delle valutazioni conseguite nello scritto e nell’orale facoltativo alla quale verrà sommata la valutazione dell’eventuale descrizione della prova di laboratorio facoltativa (DeXpiLab).
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