29919 - COMPORTAMENTO MECCANICO DEI MATERIALI T

Scheda insegnamento

SDGs

L'insegnamento contribuisce al perseguimento degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda 2030 dell'ONU.

Istruzione di qualità Imprese innovazione e infrastrutture

Anno Accademico 2021/2022

Conoscenze e abilità da conseguire

Fornire nozioni di base sull'analisi delle tensioni e delle deformazioni, sul comportamento meccanico dei materiali metallici soggetti a carichi statici ed affaticanti. Rendere gli allievi in grado di calcolare semplici strutture e componenti di interesse industriale formate da travi ed aste.

Contenuti

MODULO 1

RICHIAMI DI STATICA GRAFICA:

Operazioni sulle forze: somma di due o più forze. Poligono delle forze. Composizione di forze e coppie. Curva funicolare.

STATICA DELLE TRAVI:

I vincoli. Sistemi di vincoli. Esempi di strutture labili, isostatiche e iperstatiche. Le reazioni vincolari. Calcolo delle reazioni vincolari nelle strutture isostatiche. Esempi: travi ed archi.

LE CARATTERISTICHE DELLA SOLLECITAZIONE:

Sforzo normale, sforzo di taglio, momento flettente, momento torcente. La curva delle pressioni. Le equazioni indefinite di equilibrio per le travi piane. Calcolo delle caratteristiche di sollecitazione attraverso le equazioni indefinite di equilibrio. Esempi. Tracciamento dei diagrammi dell’azione interna. Esempi. Il principio di sovrapposizione degli effetti.

GEOMETRIA DELLE MASSE E DELLE AREE:

Momenti statici. Determinazione della posizione del baricentro di una sezione. Momenti d’inerzia. Teorema di Huygens-Steiner (o di trasposizione).

Assi principali d’inerzia. Applicazioni pratiche: determinazione della posizione del baricentro e dei momenti di primo e secondo ordine con riferimento alle sezioni di uso più comune nelle applicazioni ingegneristiche.

MODULO 2

LE TENSIONI:

Tensioni normali e tensioni tangenziali. Teorema di Cauchy ed equazioni indefinite di equilibrio. Il principio di St. Venant. Deformazioni e scorrimenti: equazioni di congruenza interna. Il comportamento elastico dei materiali. Equazioni di legame costitutivo: equazioni di Navier. Il diagramma tensione - deformazione. Le proprietà delle tensioni tangenziali: teorema di reciprocità. Le tensioni principali. Il circolo di Mohr. I criteri di resistenza: di Rankine, di Tresca, di von Mises.

I QUATTRO CASI DI SOLLECITAZIONE SEMPLICE NELLE TRAVI:

SFORZO NORMALE: trazione e compressione. Tensioni nelle sezioni oblique. Variazione di lunghezza della trave. Il lavoro di deformazione. Tensioni normali in due o tre direzioni.

FLESSIONE: Flessione retta. Andamento delle tensioni e delle deformazioni. Posizione dell'asse neutro. Condizione di resistenza. Le forme più convenienti della sezione. Il lavoro di deformazione. Flessione deviata.

TORSIONE: Tensioni nelle travi di sezione circolare soggette a torsione. La condizione di resistenza. La deformazione di torsione. Alberi di trasmissione. Il lavoro di deformazione. La relazione tra i moduli elastici normale (E) e tangenziale (G). Esempi.

TAGLIO: Teoria elementare del taglio. Formula di Jourawsky: dimostrazione e applicazione. Sezione rettangolare. Sezione circolare. Sezioni sottili. Le deformazioni. Esempi.

STABILITA’ DELL’EQUILIBRIO ELASTICO:

Tensione critica secondo Eulero. Tensione critica secondo Johnson.

FATICA NEI COMPONENTI MECCANICI:

Introduzione al fenomeno. Caratterizzazione a Fatica dei materiali. Diagrammi di resistenza a Fatica. Metodi di verifica a fatica di componenti meccanici.

Testi/Bibliografia

E. Viola, Lezioni di Scienza delle Costruzioni, Pitagora Editrice Bologna, 2003.

E. Viola, Esercitazioni di Scienza delle Costruzioni, Vol. 1, Pitagora Editrice Bologna, 1993.

E. Viola, Esercitazioni di Scienza delle Costruzioni, Vol. 2, Pitagora Editrice Bologna, 1993.

O. Belluzzi - Scienza delle Costruzioni Vol I - Zanichelli, Bologna

Beer, Russel Johnston, DeWolf - Meccanica dei solidi - McGraw-Hill

R. C. Juvinall, K. M. Marshek, Fondamenti di costruzione di macchine, Città Studi Edizioni, 2017.

D. Croccolo, M. De Agostinis, G. Olmi, Esercizi di Comportamento Meccanico dei Materiali ed Elementi delle Macchine. Società Editrice Esculapio, Bologna, 2013. ISBN: 9788874886319.

Metodi didattici

Il programma del corso viene coperto interamente durante le ore di lezione frontale. Vengono proposti numerosi esercizi per guidare lo studente nell'apprendimento delle diverse tematiche trattate a lezione.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Prova scritta inerente il programma svolto a lezione. Prova orale (facoltativa). Il superamento della prova scritta costituisce requisito di accesso alla prova orale. La prova scritta consiste nella soluzione di tre esercizi sulle tre parti principali del programma. Il sostenimento della prova orale che verte anch'essa su tutti gli argomenti trattati a lezione porta al conseguimento di un giudizio complessivo che può essere superiore o inferiore a quello della prova scritta.

Lo studente dovrà iscriversi alla lista regolarmente entro la data indicata.

NON SARANNO AMMESSI allo svolgimento della prova studenti non in lista e studenti non in regola con il pagamento delle rate d’iscrizione e/o che dovessero presentare altri impedimenti segnalati da Almaesami. Ogni studente è dunque FORTEMENTE INVITATO a VERIFICARE LA PROPRIA POSIZIONE con tempestività e, se necessario, a REGOLARIZZARLA PRIMA dell’esame stesso.

Strumenti a supporto della didattica

Slide, videoproiettore, tablet con funzione scrittura manuale e lavagna tradizionale. Il materiale proiettato verrà reso disponibile agli studenti al termine di ogni lezione.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Stefano Fini