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Paolo VERONESI
Professore Ordinario
Dipartimento di Ingegneria "Enzo Ferrari"
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Insegnamento: Materiali per il Veicolo
Ingegneria del Veicolo (Offerta formativa 2023)
Obiettivi formativi
Sviluppare nello studente le conoscenze di base sulla scienza dei materiali in particolare sulla struttura dei materiali, e sulle correlazioni di questa rispetto alle proprietà chimico,fisiche e meccaniche e fornire informazioni su come sia possibile modificare le strutture con trattamenti fisici e chimici al fine di modificarne le proprietà ingegneristiche. Presentare i concetti di base relativi alle trasformazioni di fase e ai meccanismi di rinforzo. Introdurre lo studente alle prove sui materiali. Fornire allo studente un quadro il più ampio possibile delle proprietà di leghe metalliche, materiali compositi e ceramici, con particolare riguardo al loro utilizzo nel veicolo.
Prerequisiti
Chimica
Programma del corso
Struttura della materia: stato amorfo e cristallino. Difetti. Microstruttura dei materiali. Introduzione alle proprietà meccaniche dei materiali. La diffusione allo stato solido. Introduzione ai diagrammi di stato. Le trasformazioni di fase: aspetti termodinamici e cinetici. Le reazioni allo stato solido e la sinterizzazione. Proprietà meccaniche dei materiali. Deformazioni elastiche e plastiche. Teoria delle dislocazioni e meccanismi di rinforzo dei materiali metallici. Frattura dei metalli: meccanismi di frattura duttile e fragile. La fatica nei metalli: innesco, propagazione e schianto. Prove di fatica e applicazione dei dati sperimentali. Scorrimento viscoso nei metalli. Concetti basilari di tribologia e corrosione. Leghe Fe-C: diagramma di stato Fe-C. Fasi e microstrutture negli acciai e nelle ghise. Diagrammi TTT e CCT. Bonifica, ricottura e normalizzazione degli acciai. Trattamenti termochimici. Classificazione e designazione degli acciai. Leghe non ferrose e loro applicazione nel veicolo. Materiali polimerici e principali applicazioni nel veicolo. I materiali ceramici e loro applicazione nel veicolo. Materiali compositi a matrice polimerica o metallica e loro applicazione nel veicolo. Metallurgia delle polveri. Cenni di selezione del materiale ed ecoprogettazione
Metodi didattici
Lezioni frontali; seminari di approfondimento; proiezione di materiale audio/video.
Le lezioni di tutto l'anno accademico saranno disponibili a distanza, sincrone (in streaming) o asincrone (registrate).
Testi di riferimento
William D. Callister, David G. Rethwisch, Materiali per l'ingegneria civile ed industriale. - J. F. Shackelford , Scienza e ingegneria dei materiali, Ed. Pearson, Prentice Hall - Dispense del docente - W.F. Smith, Scienza e Tecnologia dei Materiali, Ed. McGraw-Hill - M.F. Ashby - Materials Selection in Mechanical Design".- Butterworth & Heinemann. - W. Nicodemi - Metallurgia: principi generali - Zanichelli - W. Nicodemi - Acciai e leghe non ferrose – Zanichelli
Verifica dell'apprendimento
prova scritta (esercizi+teoria) con domande a risposta multipla con sbarramento a 18/(30+3) e prova orale obbligatoria sotto il punteggio di 21/30+3; prova orale facoltativa per votazioni superiori a 20/30+3 . Esempio di prova scritta è fornita su Moodle.
Le prove potranno essere condotte in presenza o in remoto a seconda dell'evoluzione delle disposizioni COVID-19. In tal caso, si seguiranno modalità lievemente differenti, e dipendenti dalla numerosità dei partecipanti ( solo orale, domande a risposta multipla+prova orale,..)
Risultati attesi
Conoscenza e capacità di comprensione: Tramite lezioni in aula, seminari e materiale audio/video, lo studente apprende le nozioni principali della scienza dei materiali applicata al veicolo e le relative tecnologie di produzione e acquisisce la capacità di risolvere semplici problemi inerenti proprietà meccaniche, diagrammi di stato e diffusione. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Tramite le esercitazioni in classe, lo studente è in grado di applicare le conoscenze acquisite per la progettazione di un trattamento termico, il dimensionamento di strutture semplici e le conseguenze di un riscaldamento/raffreddamento di sistemi complessi Autonomia di giudizio: Attraverso la presentazione di differenti interpretazioni per il medesimo fenomeno, lo studente è portato a sviluppare autonomia di giudizio; la somministrazione di esercizi con risultati impossibili o con infinite soluzioni rafforzano la capacità di sviluppare giudizio critico. Abilità comunicative: partecipazione diretta alle esercitazioni, in cui lo studente deve comunicare il risultato del proprio lavoro individuale Capacità di apprendimento: le attività descritte consentono allo studente di acquisire gli strumenti metodologici per proseguire gli studi e per potere approfondire autonomamente le tematiche di interesse.