Anno:periodo4:2 Lezioni,esercitazioni,laboratori:4+4(ore settimanali) • Docente:Muzio M.Gola(collab.:Cristiana Delpretei
PROGRAMMA
Riepilogo sullo stato di tensione, natura fisica,concetto di tensore; equazioni di equili-brio e forma del tensore;deduziorie dei cerchi di Mohr in tre dimensioni e loro utiliz-zazioneai fini del progettista; autovalori e autovettori,invarianti;cedimento duttile e fragile,normativa sulle relative prove di laboratorio; ipotesi di rottura o snervamento ai fini del calcolo di resistenza;allungamento, significato fisico della curva sperimentale tensione-deformazione:resistenza dei materiali. [4 ore]
Cinematica del corpo rigido e del corpo deformabile, tensore della deformazione;
significato fisico del tensore della deformazione, decomposizione polare e definizione quadratica;estensimetria, caratteristiche degli estensimetri, influenza della temperatura, auto-compensazione,montaggi (1/4 ponte, 1/2 ponte, ponte completo), problemi dei cavi;deduzione della tensione;utilizzazione come trasduttori;rosette estensimetriche.
[4 ore]
Fatica dei materiali da costruzione: fenomenologia e storia delle indagini sulla fatica; macchine e modalità di prova;aspetto della rottura;diagrammi di uso più frequente;
effetti delle condizioni superficiali derivanti da lavorazioni meccaniche e da trattamenti termici; dispersione e coefficienti di sicurezza; fatica cumulata; effetto d'intaglio e fatica:approccio elementare,teoria del volume elementare, gradiente relativo. [4 ore]
Teoria del problema di contatto localizzato, soluzione di Hertz;problemi speciali dei cuscinetti a rotolamento; scelta e calcolo da catalogo;problemi speciali dei cuscinetti per impiego nei turbomotori aeronautici:verifica di cuscinetti fortemente caricati e ad alta velocità. [4ore]
52 Corsidi laurea,Torino
Dischi e tubi sollecitati con simmetria rotatoria;equazioni in campo elastico e in campo parzialmente plasticizzato; caso dell'accoppiamento forzato mozzo-albero e relazioni tra il calcolo ed il sistema ISO di accoppiamenti unificati; effetto della rugosità;caso dei dischi rotanti,particolare riferimento ai dischi di turbina; disco di uniforme resisten-za; dischi profilati e con corona di palette. [4ore]
Leggi costitutive dei materiali isotropi,cenni all'anisotropia; calcolo della energia di distorsione e delle formule per la relativa ipotesi di incipiente snervamento; definizioni varie dei margini di sicurezza, loro valori (fattori di sollecitazioni varie dei margini di sicurezza,loro valori; fattori di sollecitazione,di carico,statistico), [2 ore]
Principali procedimenti di saldatura elettrica (elettrodo manuale, MIG, TIG,arco som-merso); certificazione dei procedimenti e degli operatori;preparazione delle lamiere;
origini dei principali difetti delle saldature, come evitarli;ritiro; diluizione in saldature Fe-inox;problemi speciali delle saldature inossidabili;calcolo ISO-UNI e calcolo ASME dei giunti di testa; calcolo ISO-UNI dei cordoni d'angolo con riferimento alla CNR-UNI 10011/88 (statico e a fatica); fatica cumulata, range pair, rainflow. [6 ore]
Difettologia,particolare riferimento a fusioni e a giunti saldati; indicazioni normative per l'accettabilità dei difetti (UNI,ISO, ASME);relazione fra difettosità e calcolo a resistenza; principali metodi per la rilevazione dei difetti (raggi X, ultrasuoni, magneto-scopia, liquidi penetranti),tipologie principali delle rilevazioni, possibili errori di rile-vazione. [4 ore]
Meccanica della frattura,storia e fenomenologia;impostazione di Griffith,contributo di Westergaard;fattore di intensificazione delle tensioni, valori critici caratteristici dei materiali;meccanica della frattura lineare elastica, suoi limiti, sperimentazione; mec-canica della frattura e fatica, crescita della cricca, piani di controllo. [4 ore]
Collegamento smontabile mediante viti; tipi di filettatura, strumenti per il serraggio controllato;coppie di serraggio,incertezza; diagramma di forzamento; calcolo a resi-stenza statico e a fatica di un accoppiamento avvitato;distribuzione dei carichi sui filetti; classi dei materiali per viti e madreviti. [4 ore]
Calcolo dei denti degli ingranaggi, problemi di fatica, usura, pressione hertziana; cor-rezione delle ruote cilindriche a denti diritti ed elicoidali,ruote "zero" e accoppiamenti;
taglio e ingranamento; strisciamento specifico. [4ore]
Calcolo matriciale delle strutture, caso delle barre e delle travi; assemblaggio della struttura e mappa; vettori dei carichi nodali equivalenti a fenomeni distribuiti; integra-zione esatta; leggi di spostamento assegnate,costruzione della matrice di rigidezza e dei vettori dei carichi nodali equivalenti tramite la equazione dei lavori virtuali. [4ore]
Molle (cenni sui problemi di progettazione). [2ore]
Consulenza in aula del docente. [2 ore]
ESERCITAZIONI
In aula,laboratorio o laboratorio aperto. AI laboratorio aperto si accede prenotandosi per squadre (minimo tre allievi, massimo quattro squadre) e per gruppi di 2 ore,presso il tecnico laureato, laboratorio del Dipartimento di Meccanica.
Introduzione all'insegnamento,modalità di svolgimento delle esercitazioni; esercizi di riepilogo riguardanti i requisiti minimi sul calcolo strutturale e la resistenza dei mate-riali. [4 ore]
1995/96 DL B(aer) 53
Esercizi su stato di tensione, sollecitazione e resistenza dei materiali;applicazione al calcolo di resistenza di un albero di trasmissione recante ruote dentate elicoidali; reda-zione di una breverelazione tecnicadi verifica del detto albero. [4ore]
(Aula, esercizisu estensimetria;laboratorio di estensimetriaorganizzato su prenotazio-ne, sotto forma di laboratorio aperto,fino al 14/5; occorre aver eseguito l'unica eserci-tazione proposta).
Esercizisul calcolo a fatica di elementi meccanici ;applicazionealcalc olo di un albero ditrasmissione; osservazione al microscopioa fibre ottiche di varie superficie di rottura afatica. [4ore]
Esercizi sul calcolo di cuscinettia catalogo;applicazione ad un albero di trasmissione coningranaggi. [4ore]
Calcolo diun accoppiamentoforzato mozzo-albero, con riferimento tecnologici; cal-colodi un cuscinettoa rulli ad alta velocità per motore aeronautico e redazione di rela-zione tecnica. [4ore]
Esercizi sul calcolo calcolo di cordoni d'angolo: sollecitazionistatiche e sollecitazioni di fatica;esercizi sul calcolo di saldature di testa. [4ore]
Laboratorioa squadre:tecniche di controllo non distruttivo:magnetoscopia,raggi X, liquidi penetranti;laboratorioultrasuoni organizzato su prenotazione,sotto forma di laboratorio aperto,fino alla fine del periodo didattico; occorre aver eseguito almeno una esercitazione tra quelle proposte. [4ore]
Esercizi sulla progettazione con meccanicadella frattura lineare elastica. [4ore]
.Calcolc completo di un accoppiamentoavvitato, statico e a fatica, con redazione di relazione tecnica. [4ore]
Calcolo di resistenza statica e a fatica di un ingranaggio con dentature corrette; stri-sciamento specifico. [4ore]
Esercizi su problemi relativi al calcolo strutturale tramite impostazione matriciale.[4ore]
Itesti delle esercitazionidistribuiti in aula e l'eventuale materiale di supporto dovranno essere accompagnatidalla risoluzione dettagliata dei problemi proposti e raccolti in una rela zione , in versioneunica per la squadra (composta di non oltre 3 allievi); èconsi-gliato a ogni allievo di provvedersi, al termine del corso, di una fotocopia personale della relazione. Siccome l'assistenzain aulaèun servizio offerto in vista della com-prensione della teoria e del superamento della prova scritta d'esame,il docente si attende che gli allievi partecipino attivamente alla esercitazione,trattenendovisi per l'intera durata, dedicandosi alla soluzione dei problemi proposti e richiedendo al corpo docente presentein aula i chiarimenti che si renderanno necessari. Ci si attende che ogni allievo possa dare provadi conoscere a fondo la soluzione dei problemi per avervi partecipato.
BIBLIOGRAFIA. Dispense del corso.
ESAME
Prova d'esame scritta, composta di 60 quesiti dei quali:
- 40 domande sugli argomenti di teoria illustrati a lezione,tre risposte da scegliere con la seguente regola di punteggio:risposta giusta l punto,risposta omessa O punti, risposta errata -112 punto;
- 20 esercizi elementari (tipicamente coinvolgenti una formula sola o un solo dia-gramma) con una risposta numerica,con la seguente regola di punteggio: risposta giusta entro una fascia del 5%2 punti,risposta omessa o errata Opunti.
Tempo a disposizione:3 ore.
Passaggio da punteggio a voto:in base a curve di distribuzione statistica derivate da precedente esperienza: voto
=
punti/2,corrispondente a 30/30 sul 75%del massimo dipunti (80).
-54 Corsi dilaurea.Torino
L'esame scritto viene sostenutosenza l'aiuto di appunti o libri;l'esaminando trovato in possesso di tale materiale non avrà diritto alla correzione del compito, che egli comun-que consegneràvenendoconsiderato partecipante all'esame a tutti gli effetti. L'esami-nandosipuò ritirare entro mezz'oradall'iniziodella prova,e intalcaso nonverrà consi-derato presente; dopo tale termine l'esaminando è definitivamentepresente alla prova scritta: verrà ritirato lo stati no e l'esame verrà registrato comunque. In caso di non superamento dell'esame,per la ripetizione valgono le regole di Facoltà.
Seil voto della prova.scrittaèinferiore a27/30 (escluso) l'allievo potrà trasformarlo direttamente in voto definitivoprevia una verifica orale durante la quale eglidaràprova di conoscere il contenuto delle esercitazioni svolte durante l'anno conformemente al fatto diaver personalmente contribuito alloro svolgimento.
L'allievo che lo desidera può comunque sostenere la prova orale. Per voti uguali o maggiori di27/30 si chiede all'allievo, oltre alla detta verificadelle esercitazioni,anche una prova orale sugli argomenti illustrati a lezione.
In ognicaso provascritta ed eventuale provaorale verranno mediate.
82220
Gasdinamica
Anno:period o4:2 Lezioni,esercitazi oni.laboratori:6+4(ore settimanali) . Docente:Massimo Germano(collab.:Gaetano Iuso)
Il corso si propone di dare le basi fisico-matematiche necessarie per analizzare gli effetti di gas reale nei moti fluidi. Particolareattenzione vienededicata allo studio degli effetti rotazionali, viscosi, termicie chimici in aria ad altinumeri di Reynolds e di Mach. Le conoscenze acquisitevengonoapplicate allo studio dello strato limiteviscoso e termico,dei flussi separati,della resistenza di attrito e di forma, del riscaldamento aerodinamico.
REQUISITI. Aerodinamica PROGRAMMA
Panoramica dei problemi aero-terrno-gasdinamiciconnessi con il flusso intorno ad un corpo. Azioni meccaniche e termiche. Portanza e resistenza. Resistenzadi attrito e di forma. Tecniche di indagine teoricae sperimentale. Sistemi di riferimento. L'ipote si del continuo.Gas rarefatti. Proprietà termodinamiche e di trasporto. Equazioni di bilancio. Parametri di similitudine. [15ore]
Fenomenologia dei flussi. Flussi potenziali.Flussi rotazionali. Flussi viscosi. Flussi termici echimicamente reagenti. Flussi interni, flussi esterni e flussi liberi. Flussi laminari,transizionali e turbolenti. Flussi attaccati e flussiseparati. [6ore]
Soluzioni rappresentative. Puri flussi "di punta". Onde d'urtoed onde esplosive.
Puri flussi"di taglio". Flussi nei tubi e nei canali. Flussi dimescolam~nto. [6ore]
.Equazioni dello strato limite in forma differenziale e in forma integrale. Strato limite laminare. Soluzioni esatte sulla lamina piana e in vicinanza del punto di arresto.
Metodo integrale di Thwaites. Separazione laminare. [15 ore]
Stabilità e transizionedello strato limite laminare. Fenomenologiadella turbolenza e sua descrizione statistica. Strato limite turbolento. Modelli diturbolenza. Metodo integrale di Head. Separazione turbolenta. [15ore]
1995/96DL B(aer) 55
Strato limite termico e compressibile. Analogia dei campi e degli scambi. Correzione dei coefficienti di attrito. Dissociazione dell'ariae riscaldamento aerotermodinamico agli alti numeri di Mach. [15ore)
ESERCITAZIONI
Proprietà termodinamiche dei gas e delle miscele. [4 esercitazi onidi 2ore ciascuna]
Proprietàditrasporto dei gas e delle miscele. [2eserc.di2ore)
Onde d'urto e moto nei condotti. [5 eserc.di2ore)
Strato limite laminare. [5eserc . di 2ore )
Transizione dello strato limite e strato limite turbolento. [4 eserc.di 2ore)
Strato limite termico e compressibile. [4 eserc.di2 ore)
BIBLIOGRAFIA
Testi di riferimento:
Lezioni :Dispense distribuite dal docente.
Eser citazioni:'G. luso, F. Quori,Gasdinamica: problemi risolti e richiami di teoria, Levrotto e Bella,Torino, 1995.
Testi ausiliari:
H.W.Liepmann,A.Roshk:o,Elements ofgasdynamics ,Wiley, 1957.
H.SchIichting, Boundary layer theory,McGraw-Hill, 1968.
M. Van Dyke, An album offluid motion,Parabolic Press, 1982.
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