Corso di laurea in Ingegneria Gestionale A.A. 2013-2014
COSTRUZIONE DI MACCHINE
M i Q i i
Marino Quaresimin
(Michele Zappalorto, Filippo Berto e Paolo Carraro)
( pp , pp )
Obiettivo formativo
Fornire i principi del dimensionamento di componenti meccanici (in materiale isotropo) componenti meccanici (in materiale isotropo) soggetti a sollecitazioni statiche e di fatica ad alto
numero di cicli.
Costruire le competenze per una interazione
efficace tra area tecnica e altre funzioni aziendali
Argomenti trattati - I
•
Introduzione – Metodologia di sviluppo di un progetto/prodotto•
A li i l i di t tt i t ti h i t ti h ( l l•
Analisi e soluzione di strutture isostatiche e iperstatiche (calcolo reazioni vincolari e tracciamento diagrammi di sollecitazione)•
Equazione linea elasticaEquazione linea elastica•
Analisi dello stato di tensione nei componenti meccanici per sollecitazioni semplici (trazione, flessione, taglio e torsione) ep ( , , g ) composte•
Richiami di resistenza dei materiali•
Criteri di resistenza (Tensioni principali e cerchi di Mohr)•
Dimensionamento e verifica a resistenza statica e a deformabilitàArgomenti trattati - II
•
Progettazione a fatica in presenza di storie di carico ad ampiezza costante e introduzione all’ampiezza variabile.p p•
Esempi applicativi, cenni su sistemi di trasmissione ed elementi costruttivi (alberi, ruote dentate, cuscinetti,..)•
Analisi sperimentale di tensioni e/o carichi agenti sui componenti meccanici (estensimetria)•
Approccio affidabilistico alla progettazione analisi dei•
Approccio affidabilistico alla progettazione, analisi dei guasti e del rischio, tecniche FMEA e FTA•
Seminari su problematiche industrialipAttività integrativa sessioni Attività integrativa - sessioni sperimentali in laboratorio
Gruppi di 10-15 studenti/ durata circa un’ora
• prove di rottura statica a trazione (determinazione delle caratteristiche di resistenza da utilizzare in fase di progettazione)
progettazione)
• simulazioni di prove di fatica
• li i di t i h t i t i h l i di
• applicazione di tecniche estensimetriche per la misura di deformazioni e carichi
• applicazioni di termografia all’infrarosso
• applicazioni di termografia all’infrarosso
Testi consigliati
• M.Quaresimin, M.Zappalorto – Costruzione di Macchine – CLEUP (in stampa)
CLEUP (in stampa)
• Appunti delle lezioni, copie dei lucidi e dispense integrative
• Mat. in rete http://www.gest.unipd.it/~marinoq
Per consultazione
B. Atzori, Appunti di Costruzione di Macchine II ed., Cortina P.Lazzarin, Fondamenti di Costruzione di Macchine, Cortina P. Lazzarin, Esercizi di Costruzione di Macchine, Cortina
Altri testi in italiano e inglese g disponibili in biblioteca
• BELLUZZI, "Scienza delle Costruzioni" vol. I e II (Zanichelli)
• GIOVANNOZZI, "Costruzione di Macchine" (Patron)
• JUVINALL, MARSHEK "Fondamenti della Progettazione dei Componenti delle Macchine" (Edizioni ETS)
• SHIGLEY, MISCHKE "Mechanical Engineering Design" V Ed. (McGraw-Hill)
• CHENG "Static and Strength of Materials" (McGraw-Hill)
• PIGHINI "El ti C t tti i d ll M hi " l I II (M )
• PIGHINI "Elementi Costruttivi delle Macchine" vol. I e II, (Masson)
• FUCHS "Metal Fatigue in Engineering" (J.Wiley & S.)
• HERTZBERG "Deformation and Fracture Mechanics o Engineering Materials" (J.Wiley & S.)
• SURESH "Fatigue of Materials" Ed Cambridge University PressSURESH Fatigue of Materials Ed.Cambridge University Press
• DIETER “Engineering design : a materials and processing approach”
•
• Manuali e formulari
• NUOVO COLOMBO "Manuale dell' Ingegnere" Ed. Hoepli
• DUBBEL
• PETERSON "Stress Concentration Factors" J.Wiley & S.
• Roark's Formulas for Stress and Strains VI ed. McGraw-Hill
• LE MONNIER "Prontuario per il calcolo di elementi strutturali"
•
Lezioni ed orari
Lezioni frontali in aula più 1 sessione integrativa in laboratorio per attività sperimentale
per attività sperimentale
ORARIO LEZIONI ()
• Lunedi 11 00 12 30 aula N2
• Lunedi 11.00-12.30 aula N2
• Giovedi 16.00-17.30 aula N2
• Venerdi 11.00-12.30 aula B1
RICEVIMENTO Su appuntamento orario a breve
RICEVIMENTO Su appuntamento, orario a breve
COMUNICAZIONI www.gest.unipd.it/~marinoq
ESAME
• Prova scritta con 2 esercizi e 2 domande aperte (3 ore)
• Durante la prova scritta è possibile consultare solamente il
formulario ufficiale
Recapiti
MARINO QUARESIMIN MARINO QUARESIMIN
Dipartimento di Tecnica e Gestione dei sistemi industriali p Università di Padova
Stradella S Nicola 3 36100 Vicenza
Stradella S.Nicola 3, 36100 Vicenza
Tel. 0444-998723 FAX 0444-998888
E-mail [email protected]
Cosa dobbiamo intendere per Cosa dobbiamo intendere per
“Progettazione meccanica”?
La progettazione di un componente va oltre il concetto di p g p Machine Design o del semplice calcolo strutturale, ma è invece una delle fasi di sviluppo prodotto e come tale DEVE
essere integrata con le attività di altre funzioni aziendali!
Aspetti gestionali Aspetti gestionali
dell’area progettazione
• Gestione delle metodologie e degli strumenti per la progettazione (CAE: CAD FEM )
(CAE: CAD, FEM, …)
• Gestione della documentazione tecnica
– ProgettiProgetti
– Normative e manuali di riferimento per la progettazione
– Normative di riferimento per la sicurezza dei prodotti (es. DL 115-95) e per la responsabilità civile del produttore (es. DPR. 224-88)
– Normative sulla sicurezza (es. Direttiva Macchine e L 626-94) – Riviste tecniche e altroRiviste tecniche e altro
• Gestione del Know-How aziendale
• Integrazione con le altre funzioni aziendali (R&D Produzione Integrazione con le altre funzioni aziendali (R&D, Produzione,
Manutenzione, Marketing, Amministrazione)
Processo di sviluppo di un nuovo prodotto di un nuovo prodotto
•
Analisi del prodotto o della macchina e delle funzioni che deve svolgere•
Definizione dei requisiti di progetto (incluse esigenze normative a cui deve rispondere la macchina o il componente in esame)•
Individuazione dei componenti critici dal punto di vista funzionale, della resistenza e della sicurezza•
A li i ti di t li di ibili l i i i t i d ll•
Analisi comparativa di un ventaglio di possibili soluzioni e sintesi delle migliori soluzioni da analizzare in fase preliminare (con il coinvolgimento molte funzioni aziendali!)•
Fase di progettazione (dimensionamento e/o verifica)•
Stesura del progetto preliminarep g p•
Realizzazione serie prototipale•
Verifica prestazioni (comportamento e affidabilità)p ( p )•
Ottimizzazione finaleEngineering design : a materials and processing approach / G.E. Dieter
Fattori di rilievo nella Fattori di rilievo nella progettazione
• Caratteristiche meccaniche
– resistenza ai carichi applicati, all'usura, alla corrosione, ecc.resistenza ai carichi applicati, all usura, alla corrosione, ecc.
– rigidezza – rumorosità – ……
• Costo
• Estetica Estetica
• Funzionalità (manutenibilità)
• Peso/Ingombro
• Prestazioni
Fase di progettazione
• Analisi della soluzione preliminare e valutazione dei parametri di progetto
progetto
• Schematizzazione strutturale del problema
• Individuazione e schematizzazione delle condizioni di vincolo e di carico
• Analisi dello stato di sollecitazione presente sulla struttura
• Individuazione delle sezioni critiche
• Scelta dei materiali
• Dimensionamento (o verifica) sulla base dei parametri di progetto (statica, a fatica, a deformabilità, a usura, altro)
• Definizione geometria finale
• Definizione geometria finale
Schematizzazione strutturale Schematizzazione strutturale
Metodologia di calcolo
Sviluppo di un nuovo
Carichi agenti sul Caratteristiche di
resistenza dei
pp
componente
componente resistenza dei
materiali impiegati p g
Esigenze normative
(Strutturali Qualità Sicurezza) (Strutturali-Qualità-Sicurezza)
