Progettazione e costruzione di sistemi meccanici

Finalità

Il corso presenta: i) il metodo degli elementi finiti per l'analisi strutturale con riferimento ad un codice commerciale; ii) la progettazione di recipienti a pressione ii) le nozioni di un approccio sistematico alla progettazione costruttiva meccanica. L'applicazione dei vari argomenti a casi industriali richiede lo sviluppo, in piccoli gruppi, di due relazioni tecniche valutate in sede d'esame.

Programma

Il metodo degli elementi finiti e applicazioni: notazione matriciale e operazioni sulle matrici, richiami di meccanica del continuo, il principio dei lavori virtuali; strutture reticolari piane: assemblaggio della matrice di rigidezza dell'elemento asta e della struttura; elemento trave: soluzione esatta, soluzione approssimata, matrice di trasformazione, telai; elementi piani in regime membranale: elementi rettangolari e triangolari, formulazione dell'elemento finito isoparametrico, integrazione numerica; elementi solidi, elementi piastra ed elementi guscio; criteri di discretizzazione, condizioni al contorno, assemblaggio e soluzione, analisi dei risultati; cenni su nonlinearità geometrica e del materiale; applicazioni.
Progettazione e costruzione di recipienti a pressione: gusci in regime membranale; gusci in regime flessionale, piastre inflesse, tipologie, materiali, tecnologie di fabbricazione, sicurezza in esercizio, approccio secondo normativa, applicazione del metodo degli elementi finiti.
La progettazione meccanica: approcci sistematici alla progettazione: identificazione del problema, astrazione, ricerca dei principi risolutivi; criteri generali di progettazione, sviluppo di varianti e analisi del valore tecnico ed economico; il flusso dell'attività di progettazione: impostazione del problema, progettazione concettuale, progettazione costruttiva, progettazione di dettaglio. Analisi di macchine automatiche: specifiche di progetto, classificazione funzionale, macchine a trasferta, macchine automatiche confezionatrici; esempi di macchine per l'industria alimentare
Il rapporto tecnico: impostazione, redazione e presentazione

Attività d'esercitazione

Modalità d'esame

L'esame consiste in una prova scritta e nella presentazione e discussione di una applicazione del metodo degli elementi finiti ad un caso concreto e di un rapporto tecnico su una macchina.

Propedeuticità

Costruzioni di macchine, Meccanica applicata alle macchine, Scienza delle costruzioni e Tecnologia meccanica.

Testi consigliati

Materiale didattico fornito dal docente

C. E. KNIGHT: " Finite element method in mechanical design ", PWS Kent Publishing Company, Boston, 1993, ISBN 0534931871
J. SPENCE, A.S. TOOTH: " Pressure vessel design ", E. & F.N. Spon, London, 1994 ISBN 0 419 19080 5
G. PAHL e W. BEITZ: " Engineering Design ", Springer Verlag, 1984.
K.T. ULRICH, S.D. EPPINGER:"Product Design and Development", McGraw - Hill Internat. Edition, 1995,ISBN 0-07-1137424
DÜBBEL: " Manuale di Ingegneria Meccanica ", EST Springer, Milano

Testi d'approfondimento

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