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Anno Accademico 2007/08
01KBMFI
Elementi di costruzione di macchine
Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica - Alessandria
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Rossetto Massimo ORARIO RICEVIMENTO PO ING-IND/14 48 16 20 0 5
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/14 7.5 B - Caratterizzanti Ingegneria meccanica
Obiettivi dell'insegnamento
L'insegnamento si propone di fornire le abilitą e le conoscenze di base necessarie per il progetto e la verifica di componenti meccanici, sia con metodi tradizionali sia con metodi di calcolo automatico. Saranno analizzati nel dettaglio i procedimenti di calcolo di alcuni fra i principali componenti delle macchine ed elementi di collegamento e saranno fornite le conoscenze di base, di carattere teorico e applicativo, relative al calcolo matriciale delle strutture e al metodo degli elementi finiti
Prerequisiti
Sono richieste la capacitą di effettuare l'analisi cinematica di semplici meccanismi, la capacitą di effettuare il calcolo delle sollecitazioni in semplici componenti ed effettuare verifiche statiche e a fatica, la conoscenza del sistema ISO degli accoppiamenti unificati e dei principali trattamenti temici.
Programma
Progetto e verifica di componenti di macchine e elementi di collegamento:
- Integrazioni di meccanica strutturale: Tensioni residue, loro generazione ed effetto sulla resistenza a fatica, effetto dei principali trattamenti superficiali. Assi e alberi: formule di progetto e procedure di verifica
- Solidi assialsimmetrici: Stato di sollecitazione in tubi sottili soggetti a pressione interna; sollecitazioni in anelli rotanti sottili. Recipienti in pressione a parete spessa: sollecitazioni e spostamenti dovuti a pressione interna, pressione esterna.
- Collegamenti mozzo-albero: Collegamenti per interferenza: forzamento; momento trasmissibile; interferenza diametrale, diagramma di interferenza, pressione di forzamento; variazioni di interferenza in esercizio; montaggio. Collegamenti di forma: chiavette, linguette, scanalati UNI, spine di sicurezza. Esempi di calettatori industriali.
- Cuscinetti volventi: Cenni sulle tensioni di contatto, tipi di cuscinetti, formule di verifica dei cuscinetti e scelta a catalogo, regole di applicazione e montaggio.
- Collegamenti filettati: Filettature, diagrammi di interferenza, sollecitazioni nel fusto dovute al serraggio, materiali per bulloneria, ripartizione del carico esterno, incertezze e allentamenti. Verifiche statiche e a fatica. Dispositivi antisvitamento.
- Molle: Caratteristica delle molle; le molle come assorbitori d'urto. Molle di torsione a sez. circolare; molle ad elica cilindrica, verifica statica e a fatica. Molle in serie e in parallelo; Molle a lamina; molle a balestra, formule semplificate per il calcolo. Cenni su molle a tazza, molle a spirale e molle ad elica in trazione.
- Collegamenti saldati: Cenni sui processi di saldatura e sulla difettositą; giunti di testa e a cordone d'angolo; tensioni sollecitanti; verifica di resistenza statica e a fatica secondo normativa.

Elementi Finiti:
- Concetto di approssimazione numerica della soluzione di un problema ingegneristico; introduzione del metodo degli elementi finiti; soluzione di problemi strutturali per mezzo del calcolo matriciale.
- Metodi energetici: principio dei lavori virtuali, soluzione di un problema strutturale mediante elementi finiti
- Elementi finiti monodimensionali: asta e trave; soluzione di problemi con elementi asta e trave.
- Elementi finiti piani a tre e quattro nodi ed esempi di applicazione. Elementi finiti solidi: tetraedrici ed esaedrici.
- Elementi isoparametrici: definizione e formulazione degli elementi isoparametrici piani e solidi.
- Elementi finiti piastra e guscio; esempi applicativi.
- Problematiche connesse all'uso degli elementi finiti: dinamica; approssimazione, convergenza, stima dell'errore ed affinamento della soluzione, convergenza p ed h, suddivisione e metodi di generazione della maglia; ottimizzazione strutturale'
Laboratori e/o esercitazioni
In aula: esercizi di progetto e di verifica di elementi delle macchine svolti in modo autonomo dagli allievi, con il supporto del docente esercitatore.

Al Laib: Introduzione al codice di calcolo agli elementi finiti (ALTAIR HyperWorks®); soluzione di semplici problemi con elementi monodimensionali (aste e travi). Soluzione di strutture reticolari. Soluzione di un problema piano con il codice di calcolo agli elementi finiti e analisi di convergenza. Soluzione di un problema applicativo con elementi guscio (shell).
Bibliografia
Appunti delle lezioni sui componenti delle macchine in formato PDF sul portale della didattica
M. Rossetto ' Introduzione alla fatica dei materiali e dei componenti meccanici ' Levrotto & Bella, Torino, 2000
G. Belingardi, 'Il metodo degli elementi finiti nella progettazione meccanica', Levrotto & Bella, Torino 1995
A. Gugliotta, 'Elementi finiti ', Otto Editrice S.r.l., Torino 2003 (http://ebook.polito.it)
Yijun Liu, 'Lecture notes: introduction to finite element method', http://urbana.mie.uc.edu/yliu/Liu_Home.htm
K. J. Bathe, 'Finite element procedures', Prentice-Hall, Englewood Cliffs 1996
Verranno di volta in volta consigliati per consultazione ulteriori testi relativi ai singoli argomenti
Controlli dell'apprendimento / Modalitą d'esame
Scritto suddiviso in due parti:
- la prima consiste in quesiti di teoria a risposta multipla, da svolgersi senza materiale di supporto (risposta esatta 1 punto, omessa 0 punti, errata '0.5 punti),il voto viene determinato rapportando il risultato a 30/30,
- la seconda in esercizi numerici (con materiale di supporto), voto massimo 30/30. Il voto complessivo dell'esame scritto viene calcolato come media dei voti delle due parti.

Orale - sostenibile solo da chi ha ottenuto un voto sufficiente nello scritto (18/30)
- Valutazione delle relazioni di calcolo con possibile variazione del voto ± 2.
- Prova orale facoltativa sulla teoria con possibile variazione del voto ± 2.
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2007/08
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