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Enrico RADI
Professore Ordinario
Dipartimento di Scienze e Metodi dell'Ingegneria
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Insegnamento: Meccanica delle macchine e delle strutture
Ingegneria gestionale (Offerta formativa 2024)
Obiettivi formativi
L'insegnamento vuole fornire le conoscenze e le competenze necessarie per la progettazione funzionale delle macchine e delle strutture e per l'analisi dei problemi connessi con il loro impiego.
Fornisce inoltre agli studenti gli strumenti essenziali per l'analisi e la progettazione meccanica, la critica economica delle scelte costruttive e affronta semplici problemi di progetto.
Prerequisiti
Conoscenze relative a principi di Analisi matematica, Fisica, Geometria e algebra lineare. In particolare, gli studenti dovranno essere in grado di risolvere semplici equazioni, somme vettoriali e di costruire e interpretare semplici grafici su un piano cartesiano.
Programma del corso
La scansione dei contenuti per CFU è da intendere come puramente indicativa. Essa può infatti subire modifiche nel corso dell’insegnamento alla luce dei feedback degli studenti e delle studentesse.
3CFU (27 ore)
Coppie cinematiche. Gradi di libertà. Analisi cinematica di sistemi piani. Metodi grafici e metodi analitici per l'analisi di posizione, velocità e accelerazione. Forze di contatto, usura e attrito. Rendimento meccanico. Richiami di statica: analisi statica analitica e statica grafica. Equazioni della dinamica. Coppia prismatica,rotoidale ed elicoidale. Coppia rotoidale di spinta. Cuscinetti volventi.
3 CFU (27 ore)
Vincoli e reazioni vincolari. Calcolo delle reazioni vincolari nei sistemi isostatici con il metodo analitico. Componenti dell’azione interna nelle sezioni delle travi (sforzo normale, taglio, momento flettente) e tracciamento dei relativi diagrammi. Equazioni indefinite di equilibrio per la trave rettilinea. Tensioni principali e direzioni principali di tensione. Impiego della circonferenza di Mohr. Geometria delle aree: baricentri, momenti statici, momenti di inerzia e momenti centrifughi. Momenti e direzioni principali di inerzia. Analisi della deformazione. Dilatazione lineare, scorrimento. Materiali elastici lineari, omogenei ed isotropi. Sollecitazione di sforzo normale centrato. Strutture reticolari isostatiche. Sollecitazione di flessione retta. Sollecitazione di taglio e flessione (Jourawski). Problema della torsione nella sezione circolare e nelle sezioni tubolari (Bredt). Tensioni ideali di von Mises e di Tresca. Tensioni ammissibili.Geometria delle aree: baricentri, momenti statici, momenti di inerzia e momenti centrifughi. Momenti e direzioni principali di inerzia. Analisi della deformazione. Dilatazione lineare, scorrimento. Materiali elastici lineari, omogenei ed isotropi. Sollecitazione di sforzo normale centrato. Strutture reticolari isostatiche. Sollecitazione di flessione retta. Sollecitazione di taglio e flessione (Jourawski).
Problema della torsione nella sezione circolare e nelle sezioni tubolari (Bredt). Tensioni ideali di von Mises e di Tresca. Tensioni ammissibili.
3 CFU (27 ore)
Progettazione industriale. Richiami di tecnologia meccanica. Materiali da costruzione. Meccanica dei solidi. La sicurezza delle costruzioni. Il calcolo degli organi di macchina. La sicurezza delle costruzioni. Il calcolo degli organi di macchina.
Metodi didattici
L’insegnamento viene erogato mediante lezioni frontali in presenza (teoria ed esercitazioni) che vengono svolte con l’ausilio di mezzi audiovisivi (presentazioni in Power Point).
La frequenza alle lezioni frontali in presenza non è obbligatoria.
L’insegnamento è erogato in lingua italiana.
Testi di riferimento
Per la parte di Meccanica Applicata alle Macchine il testo consigliato è:
M. Callegari, P. Fanghella, F. Pellicano, Meccanica Applicata alle Macchine, Ed. Città Studi
Testi alternativi:
E. Funaioli, A. Maggiore, U. Meneghetti. Lezioni di Meccanica Applicata alle Macchine - parte prima: Meccanica delle Macchine. Ed. Patron
E. Ciulli, Elementi di Meccanica, Pisa University Press
Per la parte di Costruzione di Macchine il testo consigliato è:
Eugenio Dragoni, “Lezioni di costruzione di macchine”, Pitagora Editrice Bologna, 2007.
Per la parte di Scienze delle Costruzioni il testo consigliato sono gli appunti resi disponibile dal docente su Teams.
Eventuale materiale didattico integrativo verrà fornito dai docenti su piattaforma Teams.
Verifica dell'apprendimento
"L'esame si svolgerà al termine dell’insegnamento secondo il calendario ufficiale degli appelli d’esame. La prova è scritta. La durata è di 3 ore.
L’esame prevede 3 diverse parti: una relativa alla Meccanica Applicata alle Macchine, una relativa alla Scienza delle Costruzioni e una relativa alla Costruzione di Macchine.
Ciascuna parte potrà presentare 2 o più esercizi e/o domande riguardanti tutto il programma d'esame. Per ciascuna parte il punteggio massimo assegnato è di 10 punti.Tali domande sono finalizzate a valutare:
- le conoscenze e le capacità di comprensione;
- l’applicazione di conoscenze e capacità di comprensione;
- l’autonomia di giudizio.
Il voto riportato nell’esame è dato dalla somma dei punti ottenuti nelle tre parti del compito (un punteggio uguale a 30 in ciascuna parte comporta l’ottenimento del voto: 30 e lode). Gli esiti saranno comunicati entro e non oltre due settimane dalla prova scritta; la pubblicazione avverrà tramite Esse3."
Risultati attesi
1) Conoscenza e capacità di comprensione
al termine del Corso, si auspica che lo/a studente/essa sia in grado di:
a) distinguere le coppie cinematiche presenti e la mobilità di un sistema meccanico;
b) determinare in modo puntuale i carichi applicati ad un macchina.
c) valutare il grado di sicurezza strutturale di un progetto meccanico
2) Conoscenza e capacità di comprensione applicate
a) Impostare un sistema di equazioni per valutare la cinematica e dinamica della macchina, lo stato di sollecitazione di una struttura e le equazioni necessarie al dimensionamento delle parti della macchina stessa ;
b) padroneggiare una terminologia accurata e propria, coerente con gli insegnamenti della Meccanica Applicata ale Macchine, la Scienza delle Costruzioni e la Costruzione di Macchine.
3) Autonomia di giudizio
a) verificare il proprio grado di apprendimento e comprensione dei concetti esposti grazie alla possibilità d’intervento a lezione e alle esercitazioni ove previste;
b) riorganizzare le conoscenze apprese ed implementare la propria capacità di valutazione critica ed autonoma di quanto appreso.
4) Abilità comunicative
a) esprimere in modo corretto e logico le proprie conoscenze, riconoscendo l’argomento richiesto e rispondendo in modo puntuale e completo alle domande d’esame.
b) sintetizzare ed elaborare compiutamente le condizioni di carico di una una struttura, i fattori di sicurezza e le caratteristiche di mobilità illustrandone i concetti chiave e portando esempi compiuti.
5) Capacità di apprendimento
a) approfondire le nozioni apprese per proseguire il proprio percorso universitario mettendo a frutto terminologia, schemi, concetti quali strumenti per raggiungere una conoscenza del fenomeno dell'analisi e progettazione meccanica a 360 gradi;
b) impadronirsi ed affinare il linguaggio proprio della Meccanica, ricordandone gli elementi costitutivi ed espressivi ed imparando ad utilizzare il metodo di ragionamento del progettista per casi concreti e per concetti.