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Obiettivi e contenuti del corso
In un approccio moderno allo sviluppo dei prodotti, è necessario affrontare in modo congiunto i problemi di progettazione strutturale e le scelte relative alla produzione. Il corso vuole fornire le conoscenze di base per questo obiettivo proponendo metodi, procedure di calcolo e criteri applicativi utilizzabili nell’ingegnerizzazione delle macchine e dei loro componenti. I contenuti del corso sono ripartiti in due moduli che sviluppano separatamente gli aspetti metodologici e si integrano strettamente nello studio di esempi applicativi.
Nel modulo di Costruzione di Macchine sono trattate le metodologie fondamentali per la progettazione costruttiva dei componenti meccanici e i principali metodi per la verifica della loro capacità di resistenza e per il calcolo della durata in esercizio in modo che possano adempiere alle funzioni strutturali per le quali sono ideati.
Nel modulo di Tecnologia Meccanica sono trattati i processi utilizzati nella produzione industriale dei componenti, a un livello tale da permettere agli allievi di scegliere i processi adatti a specifiche esigenze progettuali e di individuare le risorse necessarie (manodopera, macchine, attrezzature, utensili, sistemi di lavorazione).
Descrizione degli argomenti trattati
Aspetti generali
Progettazione e produzione:Ingegnerizzazione dei componenti di macchine. Componenti e sistemi meccanici di interesse nel settore energetico. Progettazione strutturale meccanica e pianificazione dei processi di produzione.
Comportamento meccanico dei materiali:Comportamento statico dei materiali e determinazione delle condizioni limite di resistenza a trazione. Comportamento dei materiali sottoposti a sollecitazioni cicliche. Criteri di resistenza statici e a fatica e trasferibilità dei risultati delle prove ai casi di sollecitazione multiassiale.
Generalità sulle tecnologie di produzione: Classificazione dei processi di lavorazione meccanica. Criteri di scelta dei processi: materiali, geometrie, precisioni, finiture, costi di lavorazione. Fondamenti di plasticità dei metalli. Fondamenti della solidificazione dei metalli
Progettazione strutturale
Principi di base:Dalle prove di laboratorio al componente: metodologie per la progettazione costruttiva dei componenti delle macchine. Effetto di parametri non legati al materiale (geometria, finitura, dimensioni, condizioni ambientali) sulla resistenza a fatica. Effetto di intaglio. Progettazione a fatica di componenti meccanici.
Dimensionamento e verifica degli organi delle macchine:Recipienti di piccolo e grande spessore soggetti a pressione, a variazioni termiche e a effetti rotazionali. Collegamenti saldati e bullonati. Effetto guarnizione. Collegamenti forzati. Alberi di trasmissione. Cuscinetti.
Lavorazioni meccaniche
Produzione di alberi di trasmissione di piccola e grande dimensione: produzione dei semilavorati: estrusione, fonderia in terra, forgiatura a caldo. Lavorazioni per asportazione di truciolo: tornitura, filettatura al tornio, foratura al tornio (cenni), rettifica in tondo.
Produzione di contenitori e recipienti di piccolo e grande spessore: produzione dei semilavorati: fonderia in forme permanenti, stampaggio e imbutitura della lamiera. Lavorazioni per asportazione di truciolo: fresatura. Operazioni di assemblaggio: saldatura ad arco (cenni), a fascio laser (cenni).
Produzione di tubazioni e raccordi di piccolo e grande spessore: produzione dei semilavorati: laminazione, trafilatura, profilatura, stampaggio a caldo. Processi di piegatura e deformazione (stiro-curvatura, ecc.).
Applicazioni
Studio di casi applicativi:Definizione di esempi di interesse nel settore energetico. Calcolo delle sollecitazioni, dimensionamento e verifica dei componenti. Impostazione dei cicli di lavorazione dei componenti e del ciclo di assemblaggio.
Laboratorio:Determinazione sperimentale dello stato di sollecitazione nei componenti meccanici. Visita ai laboratori di tecnologia meccanica con dimostrazione pratica di lavorazioni meccaniche.
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