Docente

prof.  Denis BENASCIUTTI

Crediti

6 CFU

Lingua

Italiano

Obiettivi formativi specifici

Il corso intende fornire un approfondimento delle conoscenze acquisite nei corsi di Comportamento Meccanico dei Materiali e di Costruzione di Macchine, con particolare riferimento alle tematiche di calcolo strutturale e progettazione meccanica. Il corso si propone di approfondire alcuni argomenti di teoria della trave e calcolo elastico delle strutture (casi semplici di sollecitazione, calcolo a rigidezza, risoluzione di strutture iperstatiche). Inoltre, intende affrontare lo studio dei collegamenti bullonati e saldati (con cenni sull'impiego della normativa) ed approfondire le metodologie di calcolo su argomenti vari di progettazione meccanica (es. durabilità strutturale, fatica oligociclica, tensioni termiche, materiali compositi), proponendo anche alcuni esempi di utilizzo di tecniche assistite dal calcolatore (elementi finiti).

Competenze acquisite

- Comprensione di strumenti per il calcolo a resistenza e deformabilità di elementi strutturali in diverse condizioni di carico e di vincolo.
- Criteri di dimensionamento di collegamenti bullonati e saldati.
- Metodologie per la valutazione dell'integrità strutturale di elementi strutturali soggetti a condizioni varie di sollecitazione.

Programma

Approfondimenti di teoria della trave: casi semplici di sollecitazione, flessione deviata, forza normale eccentrica, torsione di profilati aperti e chiusi, taglio in sezioni non simmetriche; calcolo di frecce e rotazioni, metodo cinematico, linea elastica, teorema di Castigliano, principio dei Lavori Virtuali; soluzione di travature iperstatiche, metodo delle forze (eq. di Müller-Breslau); esempi di calcolo  (20 ore).
Cenni al metodo semi-probabilistico agli stati limite: variabilità dei carichi e della resistenza, funzioni di probabilità; metodi di analisi (IV, III, II, I livello); valori caratteristici per carichi e resistenza, valori di progetto, coefficienti parziali di sicurezza (2 ore).
Collegamenti bullonati: progettazione e verifica di giunti bullonati sollecitati da carichi statici ed a fatica; effetto guarnizione, diagramma di carico, rigidezza della vite e delle flange, distribuzione del carico tra i filetti; classi di resistenza delle viti; esempi di calcolo (10 ore).
Collegamenti saldati: generalità, termologia della saldatura, microstruttura, tensioni residue; classificazione delle giunzioni; unioni soggette a carichi statici, metodi di normativa per giunzioni a completa penetrazione e cordone d’angolo (metodo direzionale, metodo semplificato, metodo sezione gola ribaltata); unioni soggette a carichi affaticanti ad ampiezza costante, approccio in tensione nominale, categoria del giunto, curve SN; approccio in tensione strutturale, utilizzo degli Elementi Finiti; unioni soggette a carichi affaticanti ad ampiezza variabile, conteggio dei cicli (metodo del serbatoio), danno cumulativo (regola di Palmgren-Miner); esempi di calcolo (10 ore).
Tensioni termiche e fatica oligociclica: deformazioni termiche e meccaniche; tensioni termiche in geometrie semplici; comportamento ciclico dei materiali (incrudimento, addolcimento), curva ciclica stabilizzata; calcolo a fatica oligociclica, equazione di Manson-Coffin (2 ore).
Principi di progettazione con i materiali compositi: classificazione dei materiali compositi, tipi e proprietà di fibre e matrice; lamina,  approccio macroscopico (anisotropia, simmetrie materiali, effetti di accoppiamento) e microscopico ("regola delle miscele"); lastra ortotropa; meccanismi di danneggiamento, teorie di resistenza (massimo sforzo, massima deformazione, criterio di Tsai-Hill); laminato, teoria della laminazione (4 ore).
Esercitazioni con gli Elementi Finiti: esempi di utilizzo di codici commerciali (ANSYS, MSC/Nastran) per la risoluzione di alcuni casi di calcolo meccanico e termo-meccanico (8 ore).
Esercitazioni (15 ore).
Laboratorio (8 ore).
Seminari e/o testimonianze (4 ore).

Bibliografia

- lucidi delle lezioni

Modalità d'esame

domande orali sui principali argomenti del corso