PORTALE DELLA DIDATTICA

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Costruzione di apparecchiature per l'industria chimica

01OCNMW

A.A. 2024/25

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Chimica E Dei Processi Sostenibili - Torino

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Lezioni 39
Esercitazioni in aula 21
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Goglio Luca Professore Ordinario IIND-03/A 39 0 0 0 15
Collaboratori
Espandi

Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/14 6 C - Affini o integrative A11
2024/25
Scopo dell'insegnamento 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, con maggiore approfondimento, dei recipienti soggetti a pressione.
The course aims to endow the chemical engineer, although she/he is not a specialists in structural analysis, with the basic knowledge needed to understand the relevant problems and cooperate with the structural designers. By accounting for the main failure mechanisms - static overload, creep, fracture propagation, fatigue - the calculation methods are presented, with reference to elementary mechanical components, joints (welded and threaded) and, with deeper insight, pressure vessels.
Conoscenze Meccanica dei continui solidi: proprietà dello stato di tensione e deformazione, elasticità. Cedimento dei materiali sotto sollecitazione monotona (comportamento fragile o duttile, scorrimento viscoso) o ciclica (fatica). Principi fondamentali di meccanica della frattura: cricca, stati di tensione presso l’apice, propagazione. Comportamento dei collegamenti filettati: caratteristiche, risposta al carico. Comportamento dei collegamenti saldati: tipi di saldature, cedimento. Comportamento dei recipiente a guscio a parete sottile soggetto a pressione interna o esterna. Comportamento dei recipiente cilindrico spesso soggetto a pressione interna o esterna e campo di temperatura. Abilità Comprendere ed eseguire verifiche statiche di componenti strutturali semplici. Comprendere ed eseguire verifiche a fatica di componenti strutturali semplici. Verificare un collegamento filettato o saldato. Progettare/verificare rispetto alla resistenza strutturale un recipiente a parete sottile o spessa.
Principi fondamentali della statica (equilibrio, diagramma di corpo libero), della cinematica (moto dei corpi rigidi) e degli stati fondamentali di sollecitazione (trazione, flessione, torsione).
1 Richiami e integrazioni delle conoscenze sullo stato di tensione e deformazione (7,5 ore). Lezioni: proprietà dei tensori di tensione e deformazione, cerchi di Mohr, equilibrio indefinito, compatibilità, elasticità. Esercitazioni: calcoli su tensioni e deformazioni. 2. Cedimento sotto carico costante (6 ore). Lezioni: tensioni ideali per materiali fragili e duttili, scorrimento viscoso ad alta temperatura, propagazione instabile della cricca, coefficienti di sicurezza. Esercitazioni: calcoli di resistenza statica. 3. Cedimento sotto carico ciclico (7,5 ore). Lezioni: nucleazione e propagazione della cricca, diagrammi di fatica (Wöhler, Haigh), fattori influenzanti la resistenza, danno cumulativo, cenni su fatica multiassiale e oligociclica. Esercitazioni: calcoli di resistenza a fatica. 4. Collegamenti filettati (6 ore). Lezioni: geometria, materiali, ripartizione dello sforzo tra le spire, sollecitazioni al serraggio, comportamento sotto carico statico e a fatica, guarnizioni. Esercitazioni: calcoli su collegamenti filettati. 5. Collegamenti saldati (4,5 ore). Lezioni: tipi di giunti, procedimenti di saldatura e difetti, stato tensionale nei giunti di testa e a cordone d'angolo, comportamento a fatica. Esercitazioni: calcoli sulla resistenza a fatica di giunti saldati. 6. Recipienti sottili (13,5 ore). Lezioni: comportamento membranale dei gusci assialsimmetrici, cenni sull'instabilità dei cilindri soggetti a pressione esterna e sui fondi piani, effetto di bordo. Esercitazioni: calcoli sulla resistenza di recipienti a parete sottile. 7. Regolamentazione dei recipienti (4,5 ore). Lezioni: quadro normativo italiano, direttiva europea PED sulle attrezzature a pressione, norma armonizzata EN 13445. Esercitazioni: progetto strutturale di uno scambiatore di calore a fascio tubiero. 8. Recipienti spessi (10,5 ore). Lezioni: teoria dei cilindri spessi, sollecitazioni dovute a pressione e temperatura, soluzioni costruttive per alte pressioni (forzamento, autofrettaggio). Esercitazioni: calcoli sulla resistenza di cilindri a parete spessa.
L’insegnamento è organizzato in lezioni e esercitazioni. Le lezioni sono dedicate alla presentazione dei fondamenti teorici degli argomenti; le esercitazioni comprendono la risoluzione di problemi relativi agli argomenti delle lezioni e la risposta a quesiti di approfondimento. Lezioni ed esercitazioni sono normalmente svolte alla lavagna, l’uso delle proiezioni (slides) è adottato quando vi è la necessità di mostrare figure, grafici, ecc.
L. Goglio: “Resistenza dei materiali e dei collegamenti”, Levrotto & Bella, Torino, 2a edizione, 2015 (copre gli argomenti della prima parte dell’insegnamento). Materiale scaricabile dal portale: - Dispensa sui recipienti (copre gli argomenti della seconda parte dell’insegnamento). - Slides (argomenti della prima parte dell’insegnamento). - Schede di esercitazione.
Slides; Dispense; Libro di testo;
Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa; Elaborato progettuale individuale;
Exam: Written test; Optional oral exam; Individual project;
... L’esame ha lo scopo di accertare la competenza raggiunta nella materia. Le abilità sono valutate in base alla capacità di risolvere dei problemi, le conoscenze sono valutate in base alle capacità di spiegare fenomeni e metodi. L’esame si articola in una prova scritta, in una discussione dell’elaborato progettuale e in una prova orale, la prima obbligatoria e le altre due facoltative. La prova scritta comprende la risposta a quesiti teorici (tempo a disposizione: 1/2 ora) e la soluzione di esercizi di tipo applicativo (tempo a disposizione: 2 ore). Per la soluzione degli esercizi è ammessa la consultazione di testi o appunti cartacei. In caso di rinuncia a sostenere la discussione dell’elaborato progettuale e la prova orale il voto finale viene scalato a un massimo di 24/30. La discussione dell’elaborato progettuale (a cui si accede con una prova scritta almeno sufficiente) fornisce la possibilità di ottenere fino a +2 punti (da sommarsi al voto ottenuto nell’esame scritto o nell’esame scritto e nella prova orale se sostenuta). La prova orale (a cui si accede con una prova scritta almeno sufficiente) consiste in un colloquio sugli argomenti a programma, volto ad accertare la comprensione dei fenomeni fisici coinvolti e dei metodi di calcolo.
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.
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