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Obiettivi e contenuti del corso integrato (10 cfu)
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 nel corso integrato (10 cfu)
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. Valutazione dei costi di lavorazione.
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 grezzi e semilavorati: Processi di fonderia: colata in terra, colata in forme permanenti. Lavorazioni per deformazione plastica: laminazione, estrusione, trafilatura, forgiatura, lavorazione della lamiera e del tubo.
Lavorazioni per asportazione di truciolo: Lavorazioni alle macchine utensili: tornitura, fresatura, foratura, rettifica. Lavorazioni non convenzionali: elettroerosione, plasma, laser, waterjet.
Assemblaggio: Processi di saldatura: ad arco, a gas, a resistenza, brasatura. Processi di giunzione meccanica: avvitatura, rivettatura, clinching.
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. Dimostrazione pratica di lavorazioni meccaniche e prove per il rilievo delle condizioni di processo.
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