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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2017/2018
Scuola Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
Insegnamento 083118 - MECCANICA DEI CONTINUI E DELLE STRUTTURE (PER ING. BIOMEDICA)
Docente Gastaldi Dario
Cfu 8.00 Tipo insegnamento Monodisciplinare

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing Ind - Inf (1 liv.)(ord. 270) - MI (363) INGEGNERIA BIOMEDICA*PZZZZ083118 - MECCANICA DEI CONTINUI E DELLE STRUTTURE (PER ING. BIOMEDICA)

Programma dettagliato e risultati di apprendimento attesi

 

Obiettivi

Fornire una base di conoscenza dei principi fondamentali della meccanica dei continui in un approccio unitario che comprenda i solidi ed i fluidi. La modellazione costitutiva rappresenterà l’elemento discriminante tra i continui solidi e fluidi. Costituisce parte integrante del corso anche la meccanica delle strutture intesa come strumento per la soluzione di problemi di interesse ingegneristico. L’approccio alle strutture è presentato come una naturale estensione della meccanica dei continui a solidi caratterizzati da rapporti geometrici tali da consentire una semplificazione delle equazioni risolventi.

L’insegnamento prevede l’apprendimento da parte dell’allievo dei metodi e delle tecniche risolutive di semplici problemi di meccanica strutturale e dei solidi elastici.

Gli argomenti di seguito elencati in dettaglio corrispondono ad una sequenza che risponde ad esigenze didattiche. Gli elementi di meccanica di sistemi strutturali monodimensionali piani staticamente determinati, nonostante siano una semplificazione di problemi del continuo e quindi dovrebbero essere trattati come una sua parte in presenza di specifici vincoli geometrici e cinematici, vengono introdotti per primi per offrire agli allievi argomenti affrontabili sin dalle prime esercitazioni. Inoltre tali elementi consentono di evidenziare, anche attraverso semplici esempi riferiti alla comune esperienza e identificabili in problemi di biomateriali e dispositivi biomedici, l’importanza della categorizzazione strutturale del continuo quale punto di mediazione, tipico della formazione ingegneristica, tra meccanica dei solidi e meccanica dei sistemi che costituiscono gli oggetti dell’analisi e del progetto dell’ingegneria, in particolare dell’ingegneria biomedica. In altri termini con queste modalità si cerca di rispondere rapidamente alle attese degli studenti, tenendo conto della preparazione acquisita in precedenza e di una certa difficoltà ad accettare astrazioni necessarie, ma difficilmente motivabili in questa fase del loro apprendimento.

 

Prerequisiti

Sono richieste  conoscenze di elementi di anailisi matematica e fisica matematica.

 

Contenuti

Analisi cinematica e statica di sistemi staticamente determinati di travi, di telai e strutture reticolari piane.

Meccanica dei continui. Definizione dello stato di sforzo e dello stato di deformazione in continui solidi o fluidi. Principi generali. Principi di conservazione della massa, principi di conservazione dell’energia, bilancio di energia, principio dei lavori virtuali. Legami costitutivi. Materiali elastici lineari isotropi, fluidi Newtoniani ideali. Energia potenziale elastica ed energia complementare. Materiali elastici lineari anisotropi. Equazioni risolventi il problema della meccanica dei solidi elastici lineari isotropi.Trave soggetta a carico assiale, momento flettente, torsione e taglio. La deformata elastica delle travi. Equazione differenziale e condizioni al contorno. Effetti anelastici (deformazioni termiche e cedimenti vincolari). Criteri di resistenza per materiali fragili (Galileo, DeSaint Venant). Criteri di resistenza per materiali duttili (Tresca, Von Mises). Verifica di resistenza in presenza di uno stato di sforzo piano. Cenni a criteri di resistenza per materiali anisotropi. Cenni a criteri di resistenza dipendenti dalla pressione idrostatica.

 

Contents

 

Kinematical and static analysis of statically determinate plane beams, frames and trusses. Mechanics of a continuous medium. Stress and strain state in a deformable solid or fluid. General principles. Mass conservation principle, energy conservation principle, energy balance, principle of the virtual works. Constitutive laws for linear elastic, isotropic materials, for ideal newtonian fluids. Elastic potential energy and complementary potential energy. Anisotropic elastic materials. Solving equations of the mechanics of linear elastic isotropic solids. Minimum total potential energy theorem. Beams subjected to axial, bending , torsion and shear. Displacements of elastic beams: differential equations and boundary conditions. Inelastic effects due to thermal loads, prescribed displacements or distortions. Strength criteria for brittle materials (Galileo, DeSaint Venant) and for ductile materials (Tresca, Von Mises). Strength criteria in the plane stress case. Strength criteria of anisotropic materials. Strength criteria dependent on hydrostatic pressure.


Note Sulla Modalità di valutazione

Per il superamento dell'esame è prevista una prova in itinere da svolgersi a fine novembre ("Parte I"); la "parte II" dello scritto si potrà svolgere in uno dei due appelli del mese di febbraio. Si configurano pertanto i seguenti casi:

 

CASO A:

-  Prova parte I, Voto ≥ 18  

- Prova parte II (primo o secondo appello di Febbraio) con Voto ≥ 18

- media delle due parti ≥---> 27 Orale non obbligatorio e registrazione del voto.

 

CASO B:

- Prova parte I, Voto ≥ 18   

- Prova parte II (primo o secondo appello di Febbraio)  con Voto ≥ 18

- media delle due parti compresa tra 21 e 26 ---> registrazione in carriera senza orale o rifiuto della valutazione complessiva

 

CASO C:

- Prova parte I, Voto ≥ 18   

- Prova parte II (primo o secondo appello di Febbraio)   con Voto ≥ 18

- media delle due parti minore di 21 ---> orale obbligatorio e registrazione in carriera (voto finale max 21)

 

CASO D:

Prova parte I insuff.  

- Prova parte I e parte II in un unico appello (primo o secondo appello di febbraio)

-media delle due parti ≥ 18 --->

Orale obbligatorio se media delle due parti minore di 21;

Orale facoltativo se media delle due parti ≥ 27

e registrazione in carriera orale o rifiuto della valutazione complessiva.

 

 

Negli appelli delle sessioni successive si sostiene una prova unica costituita dall'unione della parte I e parte II seguita da un orale obbligatorio per coloro che conseguono una votazione inferiore o uguale a 20 e da un orale facoltativo per coloro che conseguono una votazione maggiore o uguale a 27. Coloro che conseguono una votazione compresa tra 21 e 26 registreranno il voto in carriera.

 

Qualora al termine del preappello lo studente consegua una media ed un voto registrabile ma intende rifiutare la valutazione, dagli appelli successivi dovrà sostenere la prova complessiva costituita dall'insieme delle due parti.

 

In tutti i casi in cui si accede alla prova orale, questa riguarderà tutti gli argomenti del corso e la variazione di voto potrà essere maggiore, uguale o inferiore a zero.


Bibliografia
Risorsa bibliografica obbligatoriaGastaldi D., Rodriguez Matas J.F., Vena P., Meccanica dei Continui e delle Strutture, Editore: McGraw-Hill Education (Create), ISBN: 978-13-088-7506-4

Mix Forme Didattiche
Tipo Forma Didattica Ore didattiche
lezione
46.0
esercitazione
44.0
laboratorio informatico
0.0
laboratorio sperimentale
0.0
progetto
0.0
laboratorio di progetto
0.0

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Italiano
schedaincarico v. 1.6.5 / 1.6.5
Area Servizi ICT
17/05/2021