15211 - COMPORTAMENTO MECCANICO DEI MATERIALI

Conoscenze e abilità da conseguire

ll corso si prefigge di formare sui fondamenti della meccanica dei materiali e delle strutture. Al termine del corso lo studente dev'essere in grado di: - risolvere problemi meccanici in condizioni statiche; - calcolare lo stato di tensione e deformazione in strutture sollecitate; - progettare e verificare strutture meccaniche; - comprendere i meccanismi di collasso.

Contenuti

Richiami sui principali concetti meccanici:
- Forze, momenti;
- Condizioni di vincolo, gradi di liberta';
- Condizioni di equilibrio, equazioni di equilibrio.

Meccanica dei mezzi continui:
- Azioni interne;
- Definizione di tensione (normali e di taglio);
- Stati uniassiali di sollecitazione; Stati triassiali di tensione; Tensore delle tensioni;
- Equazione di equilibrio;
- Spostamento e deformazione; Piccole e grandi deformazioni; Tensore delle deformazioni;
- Legame tensione-deformazioni per materiali elastici lineari;
- Energia di deformazione (caso uniassiale e multiassiale)

Fondamenti di scienza delle costruzioni:
- Trave di Saint-Venant: campi di tensione e deformazione a sforzo normale;
- Trave di Saint-Venant: campi di tensione e deformazione a taglio;
- Trave di Saint-Venant: campi di tensione e deformazione a torsione;
- Trave di Saint-Venant: campi di tensione e deformazione a flessione;
- Altri casi semplici con soluzione in forma chiusa;
- Concentratori di tensione;
- Cenni di instabilita' elastica.

Sollecitazioni composte:
- Cerchio di Mohr per le tensioni;
- Tensioni principali;
- Cerchio di Mohr per le deformazioni;
- Deformazioni principali;
- Tensioni equivalenti; Criteri di rottura per materiali duttili e fragili.

Fondamenti di meccanica dei materiali:
- Prove sui materiali, curve tensione-deformazione;
- Leggi costitutive del materiale;
- Elasticita' (legge di Hooke, coefficiente di Poisson);
- Plasticita';
- Viscoelasticita' (creep, rilassamento, isteresi: solo fenomenologia).

Criteri di collasso:
- Collasso istantaneo e nel tempo;
- Rottura (duttile e fragile; energia di rottura);
- Eccesso di deformazione, snervamento;
- Fatica;
- Usura;
- Creep, rilassamento.

Caratteristiche dei materiali:
- Composizione, micro- e macro-struttura;
- Classificazione e caratteristiche meccaniche dei materiali artificiali: polimeri, metalli, ceramici, compositi.

Esercitazioni in laboratorio:
Il corso e' integrato da esercitazioni teoriche e sperimentali. Parte integrante di tali esercitazioni e' la stesura da parte degli studenti di relazioni tecniche sulle sperimentazioni svolte.

Testi/Bibliografia

Il corso si basa su:
-Beer F.P., Johnston E.R., DeWolf J.T.. (2002): "Meccanica dei solidi: Elementi di scienza delle costruzioni" McGraw-Hill Publ. (qualunque edizione)
-Dispense integrative a cura del docente.

Lo studente puo' scaricare esempi ed esercizi aggiuntivi dal sito dell'Editore del libro di testo: http://www.ateneonline.it/beer/areastudenti.asp


Lo studente puo' inoltre approfondire gli studi nei seguenti testi specialistici (facoltativo):
-Wulff J. "Struttura e proprietà dei materiali", vol. 1, 2, 3 Ed. Ambrosiana, Milano (scienza dei materiali) -Pietrabissa R. "Biomateriali per protesi e organi artificiali" Patron ed. (biomateriali)
-Nordin M., Frankel V.H. "Basic biomechanics of the musculoskeletal system" Lea & Febiger Publ.(esercizi ed esempi di biomeccanica)
-Bronzino J.D. "The Biomedical engineering handbook" CRC Press - IEEE Press (riferimento generale)
-Palastanga et al. "Anatomy and human movement" Butterworth-Heinemann Publ. (anatomia funzionale)

Metodi didattici

Le lezioni teoriche vengono alternate ad esercitazioni pratiche (che costituiscono parte integrante del programma d'esame) in cui vengono illustrati gli argomenti trattati a lezione.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame consta di una prova scritta, seguita da un orale:

- Durante lo scritto, gli studenti possono usare libri, dispense e appunti, oltre alla calcolatrice.

- Se lo studente sostiene nuovamente la prova scritta, si tiene conto dell'ultimo voto conseguito, che sovrascrive i precedenti, siano essi migliori o peggiori.

- Per sostenere l'orale e' necessario avere superato lo scritto:

- Voto scritto >18/30: sufficienza piena, orale rapido;

- Voto scritto> 15/30: ammissione con riserva, orale approfondito.

- E' necessario superare l'orale di Comportamento Meccanico dei Materiali entro 12 mesi dal superamento dello scritto. Trascorso tale termine potra' venire richiesto di sostenere nuovamente lo scritto.

- In caso di insufficienza, lo studente non potra' ri-sostenere l'orale prima di 30 giorni.

- In caso di grave insufficienza all'orale, lo studente dovra' sostenere nuovamente anche la prova scritta.

- L'orale copre tutti gli argomenti trattati durante il corso, comprese le esercitazioni. All'orale lo studente deve presentare una stampa cartacea delle relazioni sulle esercitazioni sperimentali svolte.

-Voto finale: tiene conto di scritto (punteggio di partenza), e di orale (max +/- 3 punti da voto scritto)

NOTA sulla verbalizzazione del Corso Integrato Comportamento Meccanico Dei Materiali e Biomateriali: La validita' del voto d'esame di ciascuno dei due moduli (Biomateriali, e Comportamento Meccanico dei Materiali) formalmente e' un anno. Entro tale termine devono essere superati entrambi i moduli, per procedere alla verbalizzazione del Corso Integrato. Trascorso tale termine, se un solo modulo risulta superato, l'esito sara' annullato e sara' necessario ri-sostenere entrambi i moduli.

Strumenti a supporto della didattica

Videoproiettore, lucidi, lavagna tradizionale, laboratorio.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Luca Cristofolini