L’insegnamento è la base di 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/la studente/studentessa all’esercizio della professione. L'insegnamento ha come obiettivo il fornire le conoscenze di base e le abilità necessarie e fondamentali per eseguire il dimensionamento e la verifica di resistenza strutturale di modelli di componenti/strutture soggetti a carichi statici al fine di garantire il coefficiente di sicurezza adeguato.

Al termine dell’insegnamento lo/la studente/studentessa sarà in grado di: • Definire un equilibrio di forze e ricavare le reazioni vincolari di un modello semplificato di componente/struttura; • Disegnare e quantificare le caratteristiche di sollecitazione presenti in un modello semplificato di componente/struttura; • 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; • Definire, in funzione del tipo di carico statico e del tipo di cedimento del materiale (fragile o duttile), l’ipotesi di cedimento più appropriata e calcolare la tensione equivalente; • Valutare le proprietà del materiale e, se necessario, scegliere il materiale più idoneo all’applicazione; • Calcolare, in funzione delle richieste di verifica e/o progetto, l’appropriato coefficiente di sicurezza e/o la dimensione geometrica incognita del componente/struttura.

Le conoscenze pregresse richieste per una proficua frequentazione dell’insegnamento sono: • Studio di funzione, calcolo di derivate e integrali, calcolo matriciale, problema agli autovalori; • Concetti base di cinematica, statica.

• Richiami e completamento delle nozioni fondamentali di statica (forze, momenti, risultanti, equivalenza di sistemi di carico), carichi concentrati e distribuiti, vincoli fondamentali, grado di iperstaticità. Equazioni di equilibrio alla traslazione e alla rotazione nel piano e nello spazio. (1,5 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 stato di deformazione. (4 CFU) • Caratteristiche meccaniche statiche dei materiali di interesse ingegneristico, criteri di cedimento per materiali a comportamento fragile e duttile, coefficiente di sicurezza statico. (1 CFU) • Configurazione deformata di travi (equazione della linea elastica), soluzione di problemi iperstatici e instabilità elastica. (1 ,5 CFU) • Esercitazioni (facoltative) di laboratorio hands-on DeXpiLab relative a ‘Misura dello stato di deformazione su trave a mensola inflessa’, ‘Misura del centro di taglio su trave a sezione aperta’ e ‘Misura della linea elastica di trave appoggiata e caricata in mezzeria’ . L’attività è individuale e facoltativa e si esegue mediante prenotazione al laboratorio aperto DeXpiLab del DIMEAS per consentire a tutti gli/le studenti/studentesse di disporre di una postazione dedicata. E’ possibile produrre una relazione relativa a soltanto una delle tre esperienze proposte e quindi accedere alla valutazione in punti se la relazione viene consegnata entro la scadenza stabilita a calendario, caricandola nella sezione ‘Elaborati’ del portale della didattica. Maggiori indicazioni sulle modalità e tempi di consegna saranno fornite a lezione dai docenti.

Nessuna

• Lezioni teoriche (48 ore) riguardanti gli argomenti del programma; • Esercitazioni in aula (33 ore) a squadre sugli argomenti trattati a livello teorico riguardanti il calcolo delle reazioni vincolari di strutture monodimensionali, calcolo e tracciamento delle caratteristiche di sollecitazione, calcolo delle proprietà geometriche delle sezioni, calcolo dello stato di tensione e deformazione del punto più sollecitato, calcolo del coefficiente di sicurezza statico; • Esercitazioni (facoltative) di laboratorio hands-on DeXpiLab (3 esercitazioni di 2 ore ciascuna)

Testo di riferimento: • A. Somà, Fondamenti di meccanica strutturale, Ed. Levrotto & Bella, 2019. Possibili testi addizionali di approfondimento: • 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).

Dispense; Libro di testo; Esercizi; Esercizi risolti; Video lezioni tratte da anni precedenti; Materiale multimediale ; Strumenti di simulazione; Strumenti di auto-valutazione;

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 del modello di componente/struttura in esame. • Esame scritto: la prova ha durata di 2,5 ore ed è composta da 2 esercizi articolati in più quesiti a risposta numerica e/o grafica e da 2 domande di teoria a risposta aperta che concorrono indicativamente a più del 30% del punteggio complessivo dello scritto. Per accedere allo scritto, è necessario presentarsi muniti di documento di identificazione, calcolatrice scientifica non programmabile, 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. L’esame scritto viene valutato in trentesimi e risulta superato se si raggiunge un punteggio maggiore o uguale a 18/30. La valutazione della relazione relativa all’esercitazione (facoltativa) hands-on DeXpiLab viene sommata soltanto se la valutazione dello scritto risulta sufficiente (punteggio maggiore o uguale a 18/30) e non concorre in ogni caso a raggiungere la sufficienza dello scritto. • Esame orale: possono sostenere l’esame orale soltanto gli/le studenti/studentesse 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 programma del corso. Anche la chiarezza espositiva, i passaggi analitici e le rappresentazioni grafiche costituiscono oggetto di valutazione. La risposta a ciascuna singola domanda orale è valutata in trentesimi. Il voto della prova orale è calcolato come media dei voti parziali assegnati a ciascuna risposta. La facoltà di non sostenere l’orale comporta: • A chi abbia conseguito nello scritto un punteggio compreso tra 18 e 26, verrà registrato un voto finale dato dalla somma della valutazione dello scritto e degli eventuali punti della relazione sull'esercitazione (facoltativa) di laboratorio hands-on DeXpiLab; • A chi abbia conseguito nello scritto un punteggio superiore a 26, verrà registrato un voto finale dato dalla somma della saturazione dello scritto a 26/30 e degli eventuali punti della relazione sull'esercitazione (facoltativa) di laboratorio hands-on DeXpiLab. L’assenza alla data disponibile per l’esame orale viene considerata come scelta di non sostenere l’esame orale e quindi come implicita accettazione del voto ottenuto nello scritto, secondo le regole sopra esposte. Non occorre quindi comunicare ai docenti la volontà di non sostenere l’esame orale. La facoltà di sostenere l’orale comporta: • Un voto finale calcolato come media aritmetica delle valutazioni conseguite nello scritto e nell'orale, alla quale verranno sommati gli eventuali punti della relazione sull'esercitazione (facoltativa) di laboratorio hands-on 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.