Fondamenti di progettazione strutturale meccanica - (9 cfu)

Finalità

Il Corso si propone di fornire alcuni elementi fondamentali della progettazione strutturale, con particolare riferimento alle metodologie di calcolo per strutture semplici, costituite da elementi monodimensionali (travi) con comportamento elastico lineare. A Corso ultimato l'allievo dovrebbe essere capace di calcolare il grado di sicurezza di tali strutture.

Programma

MODULO ICAR 08 (5 CREDITI) - Prof. Roberto Brighenti
Tensione, Compressione e Taglio. Tensioni e deformazioni normali, curve di trazione di materiali da costruzione, omogeneità ed isotropia, comportamento elastico e plastico, elasticità lineare, costanti del materiale, tensioni di taglio, tensioni ammissibili, grado di sicurezza, il principio dell'equilibrio elastico.
Strutture caricate assialmente. Spostamenti, strutture iperstatiche, effetti termici e predeformazioni, tensioni su una sezione generica
Torsione: torsione di barre cilidriche, torsione non uniforme, taglio puro, legame tra E e G, trasmissione di potenza tra alberi di sezione circolare, strutture iperstatiche soggette a torsione.
Taglio e Momento flettente. La trave, impostazione e postulato di Saint Venant, casi fondamentali di sollecitazione semplice e composta, taglio e momento flettente, relazioni tra carichi, taglio e momento flettente, diagrammi del momento e del taglio.
Geometria delle masse. Baricentro, momenti statici, momenti d'inerzia, rotazione degli assi, assi principali.
Tensioni e deformazioni nelle travi. Ipotesi fondamentali, tensioni, deformazioni, sollecitazioni composte, equazione differenziale della deformata della trave, deformata ottenuta per integrazione delle equazioni del momento, del taglio e del carico, metodo della sovrapposizione.
Travi iperstatiche. Incognite iperstatiche, imposizione delle condizioni di equilibrio e congruenza, metodo della sovrapposizione.
Analisi della tensione. Equazioni di equilibrio, tensione interna, componenti cartesiane e componenti speciali di tensione, tensioni principali, circoli di Mohr, il corpo lineare elastico, omogeneità ed isotropia, legge di Hooke.
Instabilità dell'equilibrio elastico. Stabilità ed instabilità, colonne in compressione, influenza delle condizione di vincolo sul carico critico di instabilità, formula della secante, influenza delle imperfezioni

MODULO INTEGRATO TRA ING-IND. 13 E ING-IND. 14 (4 CREDITI) - Prof. Enrica Riva
Introduzione allo studio dei sistemi meccanici
Introduzione ai componenti dei sistemi meccanici. Schemi cinematici e funzionali. Identificazione delle forze. Elementi di statica degli organi delle macchine.
Resistenza dei materiali e dei componenti meccanici
Comportamento meccanico dei metalli, polimeri , ceramici, compositi. Prove di resistenza unificate. Materiale “fragile” e “duttile”. Effetto intaglio: analogia idrodinamica, fattore di concentrazione delle tensioni per trazione, taglio, flessione, torsione, diagrammi, esempi di concentrazioni di tensioni associati a particolari costruttivi, concentrazioni di tensioni in materiale duttili e fragili sollecitati staticamente. Usura. Contatto hertziano.
Ipotesi di resistenza. Energia specifica di deformazione a trazione, taglio, flessione, torsione, sollecitazione idrostatica, energia di distorsione, teoria di Rankine, teoria di Tresca, teoria di Von Mises, Teoria di Mohr modificata.

Attività d'esercitazione

Durante il Corso verranno svolte delle esercitazioni per permettere agli allievi di impadronirsi delle metodologie di progettazione strutturale illustrate durante le ore di lezione.

Modalità d'esame

L'esame consiste in una prova scritta e in una prova orale.

Propedeuticità

Analisi A-B, Analisi C, Geometria A, Meccanica Razionale.

Testi consigliati

A. F.P.Beer, E.R. Johnston, J. DeWolf, “Meccanica dei solidi”, McGraw-Hill
B. CARPINTERI: "Scienza delle Costruzioni", Vol. 1 e 2, Ed. Pitagora, Bologna.

Ultimo aggiornamento: 02-03-2003

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