Politecnico di Torino
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Anno Accademico 2015/16
09IHRMB, 06IHRLX, 08IHRLS
Fondamenti di meccanica strutturale
Corso di Laurea in Ingegneria Chimica E Alimentare - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Elettrica - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Dei Materiali - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Goglio Luca ORARIO RICEVIMENTO O2 ING-IND/14 53 27 0 0 14
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/14 8 B - Caratterizzanti Ingegneria meccanica
Presentazione
L'insegnamento ha come obiettivo di fornire le basi fondamentali per eseguire il dimensionamento e la verifica strutturale di componenti 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: proprietÓ 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; instabilitÓ 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.
Risultati di apprendimento attesi
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 fenomeno della fatica e dei diagrammi che descrivono il comportamento dei materiali sotto sollecitazioni variabili nel tempo.
Conoscenza dei metodi di verifica di componenti soggetti a tensioni nominali monoassiali cicliche ad ampiezza costante.
CapacitÓ di effettuare verifiche statiche in elementi in cui sono note le sollecitazioni.
CapacitÓ di calcolare le reazioni vincolari di strutture isostatiche.
CapacitÓ di calcolare le caratteristiche di sollecitazioni in elementi monodimensionali noti i carichi applicati.
CapacitÓ di valutare le tensioni e deformazioni nelle sezioni di elementi monodimensionali con e senza intagli, note le caratteristiche di sollecitazione applicate alla sezione.
CapacitÓ di effettuare verifiche a fatica di componenti sollecitati con tensione nominale monoassiale ad ampiezza costante.
Prerequisiti / Conoscenze pregresse
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).
Programma
Richiami e completamento delle nozioni fondamentali di statica (forze, momenti, risultanti, equivalenza di sistemi), carichi concentrati e distribuiti, vincoli fondamentali, grado di iperstaticitÓ. Distacco del corpo libero, equazioni di equilibrio alla traslazione e alla rotazione (1 CFU).
Componenti normali e tangenziali, vettore e tensore delle tensioni. Tensioni e direzioni principali; cerchi di Mohr per le tensioni: proprietÓ e significato fisico (1 CFU).
Moto rigido e deformativo, dilatazioni e scorrimenti, deformazioni e direzioni principali, cerchi di Mohr per le deformazioni. Relazione tra tensioni e deformazioni (legge di Hooke), energia elastica. Estensimetria elettrica a resistenza: funzionamento e caratteristiche degli estensimetri, circuiti, rosette (1 CFU).
Prova di trazione: provette, macchine, caratteristiche determinabili; comportamento duttile e fragile. Ipotesi di cedimento e tensioni ideali; grado di sicurezza (1 CFU).
ProprietÓ geometriche delle aree: momenti statici, baricentro, momenti d'inerzia e centrifugo, assi e momenti principali d'inerzia. Solido di Saint Venant: ipotesi e limiti di validitÓ, caratteristiche di sollecitazione, comportamenti estensionale, flessionale e torsionale (sezioni circolari). Soluzioni approssimate per le sezioni a parete sottile soggette a torsione. Tensioni dovute al taglio, centro di taglio. Cenni su stati di tensione relativi a intagli e cricche (2 CFU).
Sollecitazioni nelle strutture piane e loro rappresentazione grafica, estensione a casi tridimensionali. Equazione della linea elastica e sua soluzione. Cenni sul calcolo delle strutture iperstatiche. Strutture reticolari: determinazione delle forze normali. InstabilitÓ elastica: asta di Eulero (2 CFU).
Criteri, regole e procedure per l'esame
L'esame si articola in una prova scritta obbligatoria, che consente di conseguire una votazione fino a 27/30, e una orale facoltativa, per mezzo della quale si pu˛ conseguire una votazione superiore. La prova scritta richiede la soluzione di esercizi di tipo applicativo, aventi contenuti e difficoltÓ analoghi a quelli affrontati nelle esercitazioni, e la risposta a quesiti teorici (per la soluzione degli esercizi Ŕ ammessa la consultazione di testi o appunti). La prova orale consiste in un colloquio sugli argomenti a programma, volto ad accertare la comprensione dei metodi di calcolo e dei fenomeni fisici in gioco.
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2015/16
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