L'insegnamento ha come obiettivo di fornire le basi fondamentali per eseguire il dimensionamento e la verifica strutturale di elementi e di sistemi meccanici soggetti a carichi statici e variabili nel tempo (fatica). Gli argomenti affrontati, dopo un completamento delle nozioni fondamentali di statica, riguardano: - la valutazione delle caratteristiche e della resistenza statica dei materiali tramite la prova di trazione; cenni sullo scorrimento viscoso; - la definizione dello stato di tensione e di deformazione in elementi meccanici in campo lineare elastico e i criteri di cedimento statico; coefficienti di sicurezza; - il calcolo delle sollecitazioni in elementi strutturali semplici monodimensionali soggetti a carichi nel piano e nello spazio: proprietà geometriche delle aree, solido di de St Venant, equilibrio e caratteristiche di sollecitazione in sistemi isostatici, comportamento estensionale, flessionale, torsionale e a taglio; equazione della linea elastica; instabilità elastica; - definizione ed effetto degli intagli: il fattore di concentrazione delle tensioni; verifica statica di componenti intagliati; - resistenza a fatica in termini di tensione monoassiale: sollecitazione ciclica, nucleazione e propagazione della cricca, diagrammi per la presentazione dei risultati delle prove; applicazione al calcolo dei componenti, principali fattori riducenti la resistenza a fatica.

Conoscenza e comprensione delle caratteristiche meccaniche e di resistenza dei materiali Conoscenza dei metodi per la descrizione dello stato di tensione e di deformazione in campo lineare elastico Conoscenza dei criteri di cedimento statici e del concetto di coefficiente di sicurezza Conoscenza dei metodi per la valutazione dello stato di deformazione, di tensione e degli spostamenti in elementi monodimensionali Conoscenza del comportamento a fatica di materiali metallici e dei principali diagrammi utilizzati nella progettazione meccanica a fatica. Abilità di effettuare verifiche statiche in elementi in cui sono note le sollecitazioni. Abilità di calcolare le reazioni vincolari di strutture isostatiche. Abilità di calcolare le caratteristiche di sollecitazioni in elementi monodimensionali noti i carichi applicati. Abilità di valutare le tensioni e deformazioni nelle sezioni di elementi monodimensionali con e senza intagli, note le caratteristiche di sollecitazione applicate alla sezione. Abilità di individuare lo stato di tensione a fatica e di eseguire il dimensionamento a fatica di elementi monodimensionali. L'insegnamento contribuisce al conseguimento delle competenze relative alla Formazione ingegneristica di base: Ingegneria industriale, per quanto riguarda gli aspetti strutturali nella verifica e nel progetto di componenti bio-meccanici.

Conoscenza dei contenuti dei corsi di Matematica (studio di funzioni e calcolo di derivate e integrali, calcolo matriciale e problemi agli autovalori/autovettori) e Fisica (concetti basilari di cinematica e statica).

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 (1CFU); - Sollecitazioni in elementi strutturali monodimensionali soggetti a carichi nel piano e nello spazio: solido di de St Venant: comportamento estensionale, flessionale, torsionale e a taglio (2CFU); - calcolo della configurazione deformata di travi (equazione della linea elastica) e soluzione di problemi iperstatici (1 CFU); - stato di tensione e di deformazione (1CFU); - proprietà meccaniche dei materiali e criteri di cedimento e coefficienti di sicurezza (1 CFU); - instabilità elastica e teoremi dell’energia (0,5 CFU); - fatica dei materiali metallici, principali fattori riducenti la resistenza a fatica, calcolo a fatica di elementi modimensionali anche in presenza di intaglio (1,5 CFU)

L'insegnamento prevede: - lezioni teoriche (50 ore), - esercitazioni in aula a squadre sui vari argomenti trattati a livello teorico (30 ore). L'insegnamento prevede inoltre un'esperienza individuale di laboratorio per l'acquisizione di competenze di base di meccanica strutturale sperimentale.

- Somà A. Fondamenti di meccanica strutturale Si consigliano anche testi di approfondimento - R.C. Juvinall, K.M. Marshek, Fondamenti della progettazione dei componenti delle macchine, Edizioni ETS - J. A. Collins, Failure of materials in mechanical design, J. Wiley.

Slides; Esercizi; Esercitazioni di laboratorio; Strumenti di auto-valutazione;

Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria;

Exam: Written test; Compulsory oral exam;

... L’esame per il superamento dell'insegnamento è di tipo scritto e orale. L'esame scritto ha l'obiettivo di accertare la preparazione teorica di base e l'abilità nell'applicare le conoscenze acquisite nell'insegnamento alla risoluzione di problemi di difficoltà analoga a quelli svolti nel corso delle esercitazioni. L'esame orale ha l'obiettivo di verificare la conoscenza più approfondita degli aspetti teorici dell'insegnamento. L'esame ha l'obiettivo di accertare la comprensione delle basi fondamentali per eseguire il dimensionamento e la verifica strutturale di elementi e di sistemi meccanici soggetti a carichi statici e variabili nel tempo (fatica). L'esame ha inoltre l'obiettivo di accertare la capacità di eseguire una progettazione numericamente corretta di strutture riconducibili all'ambito della teoria delle travi. L’esame scritto, della durata di 2 ore e 30 minuti, consiste nella soluzione di 2-3 esercizi relativi ai contenuti dell'insegnamento e di 2 domande di teoria a risposta aperta sul contenuto dell’intero insegnamento. Durante l’esame scritto non è possibile consultare gli appunti o altro materiale didattico. La prova orale è facoltativa per gli studenti che hanno ottenuto un voto allo scritto compreso tra 18 e 24. La prova orale è obbligatoria per gli studenti che hanno conseguito una valutazione maggiore/uguale a 25/30. L’esame orale può essere affrontato solo dagli studenti che hanno ottenuto un voto non inferiore a 18/30 nel compito scritto. L’esame orale deve essere affrontato nell’ambito della stessa sessione di esami del compito scritto in una delle date ufficiali comunicate e/o pubblicate. L’esame orale consiste nella risposta orale ad un minimo di 2 domande sul contenuto dell’intero insegnamento (le risposte devono essere fornite in modo soddisfacente ed entro un tempo ragionevole). L’assenza dello studente alla prima data disponibile per l’esame orale viene considerata come accettazione implicita del voto ottenuto nell’esame scritto.

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.