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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2018/2019
Scuola Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
Insegnamento 086211 - PRINCIPI DI PROGETTAZIONE E TECNOLOGIA MECCANICA
Docente Albertelli Paolo , Filippini Mauro
Cfu 10.00 Tipo insegnamento Corso Integrato

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing Ind - Inf (1 liv.)(ord. 270) - BV (352) INGEGNERIA ENERGETICAE1NAM086211 - PRINCIPI DI PROGETTAZIONE E TECNOLOGIA MECCANICA
E2NAZZZZ060047 - TECNOLOGIA MECCANICA I
070792 - COSTRUZIONE DI MACCHINE
E4NAZZZZ060047 - TECNOLOGIA MECCANICA I
086211 - PRINCIPI DI PROGETTAZIONE E TECNOLOGIA MECCANICA
070792 - COSTRUZIONE DI MACCHINE
E5NAZZZZ070792 - COSTRUZIONE DI MACCHINE
086211 - PRINCIPI DI PROGETTAZIONE E TECNOLOGIA MECCANICA

Obiettivi dell'insegnamento

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).


Risultati di apprendimento attesi

Conoscenza e comprensione

A seguito del superamento dell’esame, lo studente:

  • conosce le metodologie ed i principi per valutare la resistenza di un componente meccanico
  • conosce la modalità di funzionamento dei principali componenti delle macchine
  • conosce gli aspetti di base della progettazione strutturale di un componente meccanico
  • apprende le modalità di descrizione e rappresentazione anche mediante metodi grafici del comportamento strutturale di componenti meccanici
  • conoscenza di base dei principali processi di fonderia, asportazione di truciolo e deformazione plastica
  • conoscenza e comprensione delle caratteristiche, dei parametri principali, dei limiti di utilizzo, delle tipiche difettosità e dei campi di applicazione industriale dei processi oggetto di studio

 

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

A seguito del superamento dell’esame, lo studente:

  • è in grado di effettuare analisi delle forze agenti su sistemi e componenti meccanici con funzione strutturale
  • è in grado di comprendere e descrivere il funzionamento di una macchina o di un sistema meccanico dal punto di vista strutturale, anche mediante rappresentazioni grafiche
  • sa valutare il margine di sicurezza rispetto al pericolo di cedimento statico o per fatica di componenti meccanici
  • è in grado di progettare la forma e le dimensioni di componenti meccanici che siano in grado di assicurare l'integrità strutturale del sistema, tenendo conto delle caratteristiche dei materiali e delle condizioni operative della macchina o del sistema
  • sa comunicare efficacemente i risultati dell’analisi strutturale svolta su un sistema meccanico
  • capacità di stima e calcolo delle grandezze fisiche che caratterizzano i processi analizzati (forze, momenti, potenze, deformazioni, ritiri, ecc.), utili per la selezione del processo o delle risorse produttive.
  • capacità di calcolo e selezione dei parametri di processo al fine di perseguire le specifiche di lavorazione rispettando i vincoli intrinseci del processo stesso e delle risorse produttive coinvolte.
  • caratterizzazione e selezione delle sequenze di processi per la realizzazione di componenti tipicamente utilizzati nel settore energetico.
  • capacità di schematizzare e descrivere utensili, attrezzature e processi in maniera chiara ed utilizzando linguaggio tecnico adeguato.

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 ed 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.


Prerequisiti

Sono richieste conoscenze nell'ambito della meccanica dei solidi, metallurgia, caratterizzazione meccanica dei materiali, meccanica applicata alle macchine, trasmissione del calore. È inoltre richiesto di avere padronanza nell'interpretazione del disegno tecnico.


Modalità di valutazione

La valutazione avviene mediante esame finale integrato e contemporaneo per i due moduli che potrà essere sostenuto esclusivamente all’interno degli appelli previsti. Non sono previste prove in itinere o prove intermedie.

La valutazione conseguita nella prova scritta sarà espressa in 30esimi (somma delle valutazioni in 15esimi delle 2 parti). Chi raggiunge o supera la valutazione di 18/30, è ammesso all’orale. Quanti conseguiranno una valutazione di 16 o 17/30 potranno sostenere una prova scritta integrativa che si terrà lo stesso giorno dell’orale. Il superamento della prova scritta integrativa, svolta con modalità simili a quella della prova scritta, ma con domande più sintetiche, consente di essere ammesso all’orale. Chi è ammesso all’orale, può rinunciarvi registrando così il voto della prova scritta. Chi non ottenesse la valutazione (minima) di 16/30 dovrà necessariamente sostenere un’altra prova scritta all’appello successivo.

La prova orale consiste nel rispondere a domande, in forma aperta, che vertono su tutti gli argomenti oggetto dell'insegnamento, corredando la forma discorsiva con equazioni e grafici, in un’esposizione sintetica e completa. In funzione di specifiche esigenze organizzative potrà essere richiesto di svolgere la prova orale rispondendo alle domande componendo un elaborato scritto, oggetto di discussione con il docente.

Scopo della prova orale è di verificare le conoscenze alla base della progettazione di componenti delle macchine e alla valutazione delle loro capacità di resistenza, e delle tecnologie adatte alla loro realizzazione, facendo particolare riferimento alle applicazioni trattate nell'insegnamento. Nell’ambito della prova orale si verifica anche la capacità di trasmettere i risultati dell’analisi svolta sia in termini numerico/analitici sia con rappresentazioni grafiche.


Bibliografia
Risorsa bibliografica obbligatoriaM. Strano, Lucidi annotati del corso - sez. Tecnologia Meccanica https://beep.metid.polimi.it/
Risorsa bibliografica facoltativaM. P. Groover, Tecnologia meccanica , Editore: Citta'Studi, Anno edizione: 2014
Note:

(in alternativa al Kalpakjian)

Risorsa bibliografica facoltativaSerope Kalpakjian, Steven R. Schmid, Tecnologia meccanica, Editore: Prentice Hall, Anno edizione: 2008, ISBN: 9788871924625
Note:

(in alternativa al Groover)

Risorsa bibliografica facoltativaP. Davoli, et al., "Costruzione di macchine 1", 2a ed., Editore: McGraw-Hill,, Anno edizione: 2007
Risorsa bibliografica facoltativaP. Davoli, M. Filippini, C. Gorla, A. Lo Conte,, Lezioni sugli organi di macchine, Editore: CLUP, Anno edizione: 2002
Risorsa bibliografica facoltativaAA.VV., Costruzione di macchine, Editore: McGraw-Hill, Anno edizione: 2011

Forme didattiche
Tipo Forma Didattica Ore di attività svolte in aula
(hh:mm)
Ore di studio autonome
(hh:mm)
Lezione
65:00
97:30
Esercitazione
35:00
52:30
Laboratorio Informatico
0:00
0:00
Laboratorio Sperimentale
0:00
0:00
Laboratorio Di Progetto
0:00
0:00
Totale 100:00 150:00

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Italiano
schedaincarico v. 1.6.5 / 1.6.5
Area Servizi ICT
27/09/2020