Ingegneria e tecnologia meccanica e industriale
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Ingegneria e tecnologia
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Ingegneria meccanica
Argomenti in fase di elaborazione :
Classificazione dei processi di lavorazione meccanica (fonderia, deformazione, asportazione). Relazione tra tecnologia e prodotto. Potenzialità delle tecnologie (materiali lavorabili, forme ottenibili, rugosità, tolleranze dimensionali e di forma, costi).
Metrologia meccanica
Grandezze, misure, strumenti. Microgeometria superficiale: parametri, metodi e strumenti per la quantificazione della rugosità.
La lavorazioni per asportazione di truciolo
Geometria dell'utensile, Angoli di taglio e rappresentazione unificata degli utensili. Meccanica di formazione del truciolo, meccanica del taglio ortogonale, forze di taglio e dinamometria, termodinamica del taglio. Materiali per utensili, inserti, meccanismi di usura, durata degli utensili e relativi modelli (Taylor). Parametri tecnologici di lavorazione. Determinazione delle forze e delle potenze di taglio.
Principali lavorazioni per asportazione di truciolo:
Lavorazioni di tornitura, fresatura, foratura, rettifica processi di finitura, (utensili, geometrie e superfici ottenibili, forze, potenze).
Struttura, principali componenti e comandi delle macchine utensili. generazione di superfici, elementi strutturali, azionamenti.
L’Automazione industriale:
Macchine utensili a controllo numerico (cenni).
I processi di deformazione plastica:
Proprietà meccaniche dei materiali, meccanismo di deformazione plastica, condizioni di plasticità, moderne tecniche di studio dei processi per deformazione plastica.
Processi di deformazione a caldo e a freddo: laminazione, estrusione, fucinatura e stampaggio, processi di lavorazione della lamiera (piegatura, imbutitura e taglio).
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i metalli e le leghe metalliche in particolare l’acciaio: struttura cristallina, proprietà fisiche, proprietà meccaniche e prove tecnologiche (resistenza meccanica: carico di rottura RM, carico di snervamento RS, allungamento percentuale A%; resilienza: KV, KCU; durezza Brinell, Vickers, Rockwell; prova di trazione, prova di resilienza, prova di durezza Brinell, Vickers, Rockwell).
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Ripasso: Acciai: elementi in lega, loro proprietà ed effetti nell’acciaio (cromo, nichel, molibdeno, vanadio, tungsteno, manganese, cobalto).
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Ripasso: Designazione degli acciai secondo la normativa UNI EN 27, UNI EN 100020, UNI EN 10027 con utilizzo del manuale;
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Ripasso: Tolleranze dimensionali: scostamento superiore ed inferiore, intervalli di tolleranza, tabelle.
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Ripasso: Parametri di taglio nella lavorazione di tornitura: definizioni, scelta e calcolo di velocità di taglio, numero di giri, profondità di passata, avanzamento; consultazione ed interpretazione delle tabelle dei parametri di taglio vt e a; cartellino di lavorazione con parametri di taglio;
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Linguaggio di programmazione ISO per tornitura: definizione del sistema di coordinate (X, Z), definizione del significato di S, F, T; funzioni ausiliarie (M), funzioni G00, G01, G09, G02, G03; cicli fissi: G81, G66, G68.
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Trattamenti termici: tempra, bonifica, ricottura, normalizzazione;
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Trattamenti termo-chimici: nitrurazione e cementazione.
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Esperienza ASL: principi di elettromagnetismo nel trasformatore; lavorazione del legno, produzione di tubi ed impianti per tubifici, materie plastiche (lavorazioni di estrusione e stampaggio, proprietà meccaniche, forgiatura, automazione nella lavorazione del legno, automazione negli impianti alimentari.
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meccanica dei solidi e delle strutture,
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meccanica dei materiali, con particolare riguardo per i materiali di nuova concezione,
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meccanica della frattura,
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meccanica computazionale,
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teorie e tecniche rivolte alla concezione e alla sicurezza strutturale,
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teorie e tecniche rivolte alla progettazione di nuove costruzioni e alla riabilitazione di quelle esistenti, anche in zona sismica,
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teorie e tecniche rivolte alla messa a punto di modalità di intervento sull’edilizia monumentale.
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meccanica dei fluidi e modellistica idraulica,
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idrologia, fenomeni climatici e gestione delle risorse idriche,
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idraulica fluviale e difesa idraulica del territorio,
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idraulica marittima ed ingegneria costiera,
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trattamento delle acque e gestione della qualità nel ciclo idrologico,
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sistemi di approvvigionamento idrico e smaltimento delle acque reflue.
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I formati e le squadrature,
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Il cartiglio,
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La piegatura del supporto cartaceo,
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Le scale di rappresentazione,
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Le terminologie principali, disegni dei particolari e disegni d’assieme,
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Le proiezioni ortogonali,
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Gli spessori delle linee,
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La rappresentazione del pezzo e le proiezioni ortogonali,
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La quotatura ed i sistemi di quotatura,
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La finitura superficiale,
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Gli accoppiamenti: le tolleranze dimensionali e di forma,
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I raccordi, gli smussi, le gole di scarico, i fori da centro,
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I tratteggi, le saldature, l filettature
Richiami di geometria elementare: perpendicolari, parallele, segmenti, angoli, poligoni, quadrilateri, poligoni regolari, circonferenza, archi e tangenti. Raccordi, curve coniche dal punto di vista della geometria descrittiva, ovali ed ovoli, curve armoniche, evolvente di cerchio, spirali, cicloidi, epicicloidi ed ipocicloidi, altre curve piane. Nozioni sul proiettare e secare, piano di proiezione, piano e retta proiettanti, centro di proiezione, definizioni di proiezioni prospettica, ortogonale e di assonometria. Teoria mongiana: piani geometrale, quadro, di profilo, primo, secondo e terzo proiettante, proiezioni ortogonali della retta, del punto e del piano. Prospettiva di punti, rette e piani e di figure scomponibili in tali enti. Cenno alle condizioni geometriche di appartenenza. Problemi metrici: rotazione di un segmento attorno ad un asse, ribaltamento di un piano, vera grandezza di segmenti e angoli. Assonometrie oblique e ortogonali (monometrica, cavaliera, ortogonale isometrica, dimetrica e trimetrica).
- Geometria descrittiva, Costruzioni geometriche e Metodi grafici
di visualizzazione 2
Tipi di poligoni, costruzioni geometriche associate e relative proiezioni ortogonali. Definizione di solidi poliedrici e non poliedrici e relative sezioni piane. Intersezioni delle superfici dei solidi poliedrici. Eliche ed elicoidi, definizione delle superfici rigate, superfici di rotazione. Determinazione delle intersezioni delle superfici dei solidi non poliedrici con i metodi dei piani ausiliari, delle sfere concentriche, delle generatrici. Concetto di sviluppabilità di una superfice, metodi per lo sviluppo delle superfici di solidi non poliedrici (metodi dei solidi e dei triangoli approssimanti).
- Le principali norme del Disegno Tecnico
Formati, iscrizioni e piegature dei disegni (UNI 936, 938), tipi e grossezze delle linee (UNI 3968), tipi e dimensioni dei caratteri (UNI 7559). Cartigli e organizzazione del disegno (UNI 8187). Scale dimensionali: definizione, scelta della scala, indicazione (UNI 3967). Le proiezioni ortogonali unificate (UNI 3970). Proiezioni assonometriche unificate (UNI 4819) e cenno proiezioni prospettiche unificate (UNI 7349-74). Sezioni (UNI 3971) e tratteggi per la rappresentazione convenzionale dei materiali (UNI 3972). Convenzioni particolari di rappresentazione (UNI 3977). Rappresentazione convenzionale delle filettature (UNI 3978), serie numeri normali di Renard e relativa utilizzazione nel disegno tecnico (UNI 2017). Quotatura dei disegni, linee di misura e di riferimento e linee per indicazioni particolari (UNI 3973), sistemi di quotatura e scelta dei riferimenti, quote e loro disposizione (UNI 3974). Convenzioni particolari di quotatura (UNI 3975).
- Materiali meccanici 1
Fattori che condizionano la scelta del materiale. Nozioni di base sulle caratteristiche meccaniche e tecnologiche dei materiali: curve sforzo-deformazione per acciai e ghise a trazione/compressione, carichi di rottura a trazione, snervamento e proporzionalità, definizione del modulo di Young. Durezze Brinell, Vickers e Shore, resilienza, concetto di resistenza a fatica e a termine, nozione di limite di fatica. Cenni sulla struttura metallografica e cristallina degli acciai, cenno al diagramma Ferro-Carbonio e ai trattamenti termici di cementazione, tempra, bonifica e rinvenimento. Cenno alla definizione, classificazione e designazione degli acciai secondo UNI EN 10020 e UNI EN 10027, simboli addizionali ECISS - CI10.
- Materiali meccanici 2
Ghise: ghise bianche, ghise grigie, ghise meehanite, ghise sferoidali, ghise malleabili, ghise speciali. Designazione delle ghise secondo le norme UNI. Ottoni, bronzi, materiali antifrizione, leghe dall' alluminio, leghe del magnesio, leghe dello zinco. Caratteristiche ed impieghi dei principali tipi di lega e loro designazioni secondo le norme UNI. Cenni sui principali tipi di materie plastiche, elastomeri e materiali lignei.
- Cenni sulle principali lavorazioni meccaniche in relazione al Disegno Tecnico
Classificazione dei procedimenti di lavorazione, relazione tra forma da ottenere e lavorazione, fattori da considerare per la scelta del processo di lavorazione. Nozioni di fonderia e classificazione dei procedimenti di formatura: in forma di terra, a guscio, cold-box, microfusione a cera persa, in conchiglia (per gravità, sottovuoto, pressofusione), per colata centrifuga. Disegno dei pezzi prodotti per fusione in relazione agli angoli di spoglia e al ritiro. Nozioni sulle lavorazioni per deformazione plastica e relativa classificazione: laminazione, estrusione, trafilatura, forgiatura. Disegno dei pezzi prodotti per stampaggio in relazione agli arrotondamenti e agli angoli di spoglia, rappresentazione semplificata di particolari ottenuti per fusione o stampaggio secondo ISO 10135-1994. Lavorazione delle lamiere: taglio e punzonatura, deformazione libera a freddo (piegatura e calandratura), imbutitura, lavorazioni speciali. Disegno dei pezzi ottenuti con imbutitura. Lavorazioni con asportazione di materiale: con taglienti a geometria definita (tornitura, foratura, alesatura, fresatura, piallatura, brocciatura, stozzatura, dentatura), con taglienti a geometria indefinita (rettificatura, lappatura, sabbiatura), con metodi non convenzionali (elettroerosione, laser, jet cutting, ultrasuoni, elettrochimica). Zigrinatura o godronatura e relativa rappresentazione semplificata a disegno secondo UNI 149. Il disegno dei fori in generale. Disegno dei pezzi ottenuti per stozzatura e brocciatura. Disegno dei pezzi rettificati (estensione della zona rettificata, gole di scarico unificate UNI 4388/86-75). Rappresentazione grafica e designazione unificate secondo UNI 8189 dei fori da centro. Cenno al controllo numerico con uso abbinato di programmi CAD/CAM. Cenno alla metrologia di officina e ai relativi strumenti di misura (strumenti misuratori, strumenti di controllo fissi o calibri fissi, strumenti comparatori).
- Tolleranze di lavorazione 1
Definizioni e generalità riguardanti le tolleranze dimensionali. Accoppiamenti: giochi ed interferenze. Sistema di tolleranze ISO, temperatura di riferimento, campo di applicazione. Gruppi dimensionali nominali, unità di tolleranza, qualità di tolleranza, scostamenti fondamentali e posizione delle tolleranze, regola generale e regola speciale. Accoppiamenti albero base - foro base, controlli e strumenti di misura, criteri di scelta degli accoppiamenti.
- Tolleranze di lavorazione 2
Indicazione delle tolleranze nei disegni. Quote senza indicazione di tolleranza, tolleranze generali. Serie e catene di quote tollerate, quote ausiliarie. Tolleranze geometriche di forma e di posizione secondo UNI 7226/1 ISO 1101: caratteristiche e simboli relativi, indicazioni a disegno, definizione della zona di tolleranza. Principio del massimo materiale.
- Errori geometrici delle superfici
Distinzione tra errori microgeometrici e macrogeometrici. Conseguente definizione del concetto di rugosità. Definizione e classificazione della superficie, della sezione, dei profili delle irregolarità della superficie secondo UNI. Rugosità della superficie: prescrizione della rugosità secondo UNI, termini e definizioni, valori da prescrivere in relazione al processo di produzione, parametri di rugosità di altre norme (AA, CLA, RMS), relazione tra rugosità massima e tolleranze. Indicazione dello stato della superficie sui disegni secondo UNI 4600.
- Tipi diversi di Disegno Tecnico
Disegno di progetto, di pezzo finito, di fabbricazione. Nozione di complessivo, gruppo, sottogruppo, particolare e relativa organizzazione del “documento” disegno. Quotatura funzionale, di fabbricazione e di controllo. Problema del trasferimento di quote.
- Il Disegno Tecnico per progettare
Funzioni meccaniche elementari e coppie cinematiche. Modalità di utilizzo razionale dello schema funzionale e della rappresentazione semplificata nella progettazione meccanica. Relazioni tra schema funzionale, rappresentazione semplificata, disegno di progetto e verifiche strutturali.
- Elementi di Disegno di Macchine
Collegamenti meccanici
Le filettature: generalità, elementi geometrici delle filettature, definizioni. Filettature metrica ISO, Whitwork, Gas cilindrica e conica, trapezia, a denti di sega, cenno alle BA, ACME, tonde ed autofilettanti. Modalità di designazione unificate secondo UNI. Distinzione delle viti di serraggio da quelle di manovra. Modalità di rappresentazione tecnica unificata degli elementi filettati (rappresentazione reale, convenzionale e schematica per dadi e teste delle viti). Collegamenti con viti: con vite mordente, con bullone, con prigioniero. Disegno dei collegamenti citati. Tipi vari di viti e dadi unificati, fori passanti unificati per viti, rosette e piastrine unificate, dispositivi antisvitamento e relativo principio di funzionamento. Classificazione generale dei collegamenti meccanici in funzione di: a) forma delle superfici dei pezzi da collegare, b) caratteristiche costruttive (collegamenti elastici e rigidi), c) principio meccanico o tecnologico utilizzato per realizzare il collegamento (per fusione ed incollaggio, per attrito ed ostacolo, per ostacolo, per attrito). Esempi dei collegamenti citati realizzati con organi di macchine disegnati secondo le prescrizioni dell’ UNI (introduzione all’ accoppiamento conico, al profilo scanalato, agli anelli elastici, alle linguette, alle chiavette, alle spine, alla chiodatura). Analisi del principio di funzionamento delle chiavette e delle linguette (a disco e non), uso appropriato delle stesse, tipi unificati e relativa modalità di rappresentazione grafica unificata del collegamento, designazioni unificate. Chiavette tangenziali, modalità di rappresentazione grafica unificata del collegamento, principio di funzionamento. Quotatura di cave per linguette e chiavette. Estremità d’ albero unificate e modalità di calettamento del relativo mozzo. Accoppiamenti scanalati: modalità di centraggio e unificazione, rappresentazioni grafiche unificate. Definizioni di conicità, rastremazione ed inclinazione, relativa quotatura unificata con applicazione agli organi meccanici. Perni, spine e biette: definizioni, modalità d’ uso, funzionamento, disegno e quotatura unificate, esempi d’ uso. Chiodature: principio di funzionamento, tipi di chiodi, rivetti e ribattini, rappresentazione unificata, esempi di giunti chiodati. Saldature: definizioni, procedimenti di saldatura unificati e relative caratteristiche, rappresentazione grafica unificata dei giunti saldati, designazione e quotatura, esempi di giunti saldati.
Geometria Descrittiva e Metodi Grafici di Visualizzazione
Richiami di geometria elementare: perpendicolari, parallele, segmenti, angoli, poligoni, quadrilateri, poligoni regolari, circonferenza, archi e tangenti. Raccordi, curve coniche, ovali ed ovoli, altre curve piane. Le proiezioni ortogonali: rappresentazioni di punti, rette e piani. La prospettiva. Le assonometrie. Le proiezioni quotate.
Geometria Descrittiva
Problemi metrici: rotazioni, ribaltamenti di piani generici. Rappresentazione ed intersezione di poligoni e di figure piane. Omologie. Sezioni e compenetrazioni di solidi. Superfici di rotazione. Eliche ed elicoidi. Le superfici rigate. Gli sviluppi delle superfici dei solidi.
Il Disegno Tecnico
Formati, iscrizioni e piegature dei disegni, tipi e grossezze delle linee, tipi e dimensioni dei caratteri. Scale dimensionali: definizione, scelta della scala, indicazione. Le proiezioni unificate. Sezioni e tratteggi per la rappresentazione convenzionale dei materiali. Convenzioni particolari di rappresentazione. Quotatura dei disegni, linee di misura e di riferimento e linee per indicazioni particolari, sistemi di quotatura e scelta dei riferimenti, quote e loro disposizione.
Materiali Meccanici 1
Fattori che condizionano la scelta del materiale. Acciai: acciai al carbonio, acciai da cementazione e da bonifica, acciai per molle, acciai resistenti al calore ed alla corrosione. Classificazione e designazionc degli acciai secondo lc norme UNI.
Materiali Meccanici 2
Ghise: ghise bianche, ghise grigie, ghise meehanite, ghise sferoidali, ghise malleabili, ghise speciali. Designazione delle ghise secondo le norme UNI. Ottoni, bronzi, materiali antifrizione, leghe dall' alluminio, leghe del magnesio, leghe dello zinco. Caratteristiche ed impieghi dei principali tipi di lega e loro designazioni secondo le norme UNI. Materie plastiche, elastomeri e materiali lignei. Cenni sui principali tipi.
Tolleranze di Lavorazione 1
Definizioni e generalità riguardanti le tolleranze dimensionali. Accoppiamenti: giochi ed interferenze. Sistema di tolleranze ISO, tcmperatura di riferimento, campo di applicazione. Gruppi dimensionali nominali, unità di tolleranza, qualità di tolleranza, scostamenti fondamentali e posizione delle tolleranze, regola generale e regola speciale. Accoppiamenti albero base - foro base, controlli e strumenti di misura, criteri di scelta degli accoppiamenti.
Tolleranze di Lavorazione 2
Indicazione delle tolleranze nei disegni. Quote senza indicazione di tolleranza, tolleranze generali. Serie e catene di quote tollerate, quote ausiliarie. Tolleranze geometriche di forma e di posizione: caratteristiche e simboli relativi, indicazioni a disegno, definizione della zona di tolleranza. Principio del massimo materiale.
Errori Geometrici delle Superfici
Criteri Diversi di Quotatura
Definizione e classificazione della superficie, della sezione, dei profili delle irregolarità della superficie. Rugosità della superficie: prescrizione della rugosità, termini e definizioni, valori da prescrivere, parametri di rugosità di altre norme, relazione tra rugosità massima e tolleranze. Indicazione dello stato della superficie sui disegni. Tipi diversi di disegno: disegno di progetto, di pezzo finito, di fabbricazione. Quotatura funzionale, di fabbricazione e di controllo. Trasferimenti di quote.
I Collegamenti meccanici
Le filettature: classificazione, tipi, caratteristiche, unificazione UNI, modalità di rappresentazione a disegno secondo UNI. Collegamenti mediante organi filettati. Collegamenti albero-mozzo: linguette, chiavette, accoppiamenti scanalati. Conicità, rastremazione, inclinazione. Collegamenti permanenti: saldature e chiodature.
Ruote di frizione e ruote dentate
Cenno ai supporti e ai cuscinetti a strisciamento, bussole antifrizione. Ruote di frizione, generalità, ruote cilindriche e cuneiformi, ruote coniche. Ruote dentate e ingranaggi, indicazioni generali, rapprescntazione convenzionale, profilo della dentatura, scelta del tipo di ingranaggio. Ingranaggi cilindrici dritti, indicazioni generali, numero minimo di denti, dimensionamento, dati da indicare, forze in gioco. Ingranaggi cilindrici elicoidali, ruote cilindriche elicoidali, ingranaggi paralleli elicoidali, ingranaggi interni, ingranaggi sghembi elicoidali. Ingranaggi conici, indicazioni generali, ingranaggi conici a denti dritti e obliqui, forze in gioco, cenno ingranaggi ipoidi. Ingranaggi a vite, dati da riportare a disegno e rappresentazion.
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Richiami sulle norme di rappresentazione di organi meccanici, in vista e in sezione. Compenetrazione di cilindri ad assi perpendicolari e incidenti: cilindri forati.
Molle. Zigrinature. Filettature metriche ISO. -
Metodi di quotatura. Scale dimensionali. Conicità e accoppiamenti conici.
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AutoCAD
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Richiami sull’uso appropriato dei principali comandi per il disegno, la modifica e la quotatura. Uso e modifica dei modelli di disegno. Inserimento di testi.
Creazione e modifica di blocchi. Librerie di particolari unificati.
Impostazioni per la stampa dei disegni.
Comportamento dei Materiali Elastoplastici
La prova di trazione – Misure di tensione e deformazione – Diagramma s-e - Modulo di elasticità normale – Acciai ad alta resistenza – Effetto Bauschinger – Modelli di comportamento – I materiali metallici: materiali fragili e materiali duttili – Elastoplasticità monodimensionale – Comportamenti elastoplastici tipici – Legami elastoplastici incrementali – Formulazione del legame elastoplastico monoassiale: deformazioni plastiche, funzioni di snervamento – Particolarizzazione del legame elastoplastico incrementale – Legame elastoplastico tridimensionale – La funzione di snervamento o funzione di plasticità – Leggi di evoluzione delle variabili interne – Evoluzione della funzione di plasticità – Leggi di flusso o di scorrimento plastico – Il potenziale plastico – Leggi di incrudimento: isotropo e cinematico – Postulato di Drucker – Disuguaglianza di Drucker – Legge della normalità – Convessità della superficie di snervamento – Il postulato della massima dissipazione plastica – Leggi di flusso associate e materiali standard - Materiali stabili secondo Drucker – Criteri di snervamento e leggi di flusso associate - Il collasso plastico
La viscoplasticità
Teoria della viscoplasticità a variabili interne – Il comportamento viscoplastico in regime monoassiale – Generalizzazione al caso pluriassiale – Leggi di flusso e potenziale viscoplasticoIl modello viscoplastico di Hohenemser-Prager.
Comportamento della Trave Elasto-plastica
Trazione e compressione – Flessione simmetrica – Il concetto di cerniera plastica - Torsione – Sollecitazioni composte
Analisi Limite: Strutture Monodimensianali
Generalità del procedimento dell’analisi limite – Sistemi reticolari – Archi – L’applicazione pratica dell’analisi limite – Il metodo incrementale per l’analisi limite
Cenni di teoria delle piastre – Le lastre
Analisi Strutturale delle Travature Elastiche
Metodi di calcolo automatico
Matrice delle rigidezze e matrice delle deformabilità – Metodi di calcolo automatico – Metodi degli spostamenti – Analisi delle singole aste – Assemblaggio della travatura – Vincoli e cedimenti
Metodi degli elementi finiti
Proprietà generali del metodo: discretizzazioni del dominio, funzioni di interpolazione, derivazione della matrice di rigidezza dell’elemento, sistemi di riferimento,assemblaggio del sistema completo, impostazioni delle condizioni al contorno – telai piani: analisi statica, determinazione della matrice di rigidezza, funzioni di interpolazione, matrici globali, assemblaggi delle matrici di rigidezze.
Meccanica Sperimentale
La misura della deformazione
Estensimetri meccanici, ottici, acustici – Gli estensimetri elettrici a resistenza: tipi, forme, materiali – Sensibilità degli estensimetri: gauge factor – Ponte di Wheastone: configurazionea ¼ di ponte, a ½ ponte e a ponte intero, compensazione delle temperature, soluzione dei problemi provocati dai cavi lunghi – La misura della deformazione nel piano: le rosette estensimetriche, il cerchio di Mohor delle deformazioni.
Prove distruttive sui materiali
La prova di compressione monoassiale – La prova di compressione triassiale – La prova brasiliana – La prova di torsione – Prove di flessione a tre (quattro) punti.
Metodi non distruttivi per l’analisi delle sollecitazioni di materiali e strutture
Prove sclerometriche – Ultrasuoni – Metodi combinati per la stima della resistenza a compressione del calcestruzzo – Cenni di Emissione acustica e di Termografia.
Prove semidistruttive per il controllo del calcestruzzo
Prelievo di campioni di calcestruzzo mediante carotaggio – Preparazione dei campioni di calcestruzzo – Prova di compressione e interpretazione risultati sperimentali
Prove semidistruttive per il controllo delle applicazioni di materiali compositi FRP
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