Comportamento meccanico dei materiali Introduzione al corso
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Presentazione e obiettivi del corso
Il corso si propone di fornire gli strumenti per il calcolo e la verifica di elementi strutturali soggetti a carichi statici o variabili nel tempoA questo scopo vengono fornite le nozioni di base sul calcolo di tensioni, deformazioni e spostamentiVengono quindi analizzate le principali modalitàdi cedimento di materiali e struttureCollegando le nozioni precedenti si stabiliscono infine i criteri di verifica
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Prerequisiti
PrerequisitiGeometria, algebra, vettori, calcolo differenziale e integrale Concetti di base di equilibrio e di cinematica
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Contenuti del corso (1/2)
- Caratteristiche fondamentali dei materiali- Stato di tensione e di deformazione- Criteri di cedimento dei materiali isotropi - Cinematica ed equilibrio del corpo rigido- La logica di calcolo e di verifica- Solidi piani caricati nel piano- Il caso delle travi- Spostamenti delle travi
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Contenuti del corso (2/2)
- Cenni sull’instabilità elastica- Lavoro, energia- Intagli e meccanica della frattura- Fatica dei materiali
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Comportamento meccanico dei materiali
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Le Unità e i docenti - 1
- Caratteristiche fondamentali dei materiali- Stato di tensione e di deformazione- Criteri di cedimento dei materiali isotropi - Cinematica ed equilibrio del corpo rigido- La logica di calcolo e di verifica- Solidi piani caricati nel piano- Lavoro, energia
Muzio M. Gola
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Argomenti trattati
Unità 1: Caratteristiche fondamentali dei materiali
Introduzione al comportamento dei materiali
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Argomenti trattati
Unità 2: Stato di tensione e di deformazione
Introduzione Stato di tensione 1-dimensionale e 2-dimensionaleDefinizione algebrica dello stato di tensioneCerchi di Mohr – approfondimentiRelazioni bivettorialie forme quadraticheStato di deformazioneLegame tra tensioni e deformazioni
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Argomenti trattati
Unità 3: Criteri di cedimento dei materiali isotropi
Criteri di cedimento a tensioni costantiComplementi: energia di distorsione e invarianti
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Argomenti trattati
Unità 4: Cinematica ed equilibrio del corpo rigido
Cinematica pianaEquilibrio esterno Caratteristiche di sollecitazione
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Argomenti trattati
Unità 5: La logica di calcolo e di verifica
La logica di calcolo di tensioni e spostamentiLa logica di verifica della resistenza
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Argomenti trattati
Unità 6:Solidi piani caricati nel piano
Solidi piani di spessore costanteSpessore costante e simmetria circolare
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Argomenti trattati
Unità 10:Lavoro, energia
Lavori virtualiLavoro ed energia elasticaApplicazione a barre e traviApplicazione a barre e travi - esempi
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Comportamento meccanico dei materiali
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- Il caso delle travi- Spostamenti delle travi- Cenni sull’instabilità elastica- Intagli e meccanica della frattura- Fatica dei materiali
Le Unità e i docenti - 2
Massimo Rossetto
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1112
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Argomenti trattati
Unità 7:Il caso delle travi
IntroduzioneSforzo normaleFlessioneTorsioneTaglio
y
xz
Mz
My
Mx
N
Ty
Tx
y
xz
Mz
My
Mx
NTy
Tx
+
-
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Argomenti trattati
Unità 8:Spostamenti delle travi
Spostamenti dovuti ai carichiSpostamenti e tensioni di origine termica
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Argomenti trattati
Unità 9:Cenni sull’instabilità elastica
Carico di puntaCarico di punta eccentrico
P PP
20
Argomenti trattati
Unità 11:Intagli e meccanica della frattura
IntagliCenni di meccanica della frattura
y
z
x
3
2
1
nσσ
n
z
σσ
n
c
σσ
n
r
σσ
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Argomenti trattati
Unità 12:Fatica dei materiali
Introduzione Propagazione delle cricche Dati di fatica di base Dai provini ai componenti, fatica uniassialeFatica con sollecitazioni ad ampiezza variabile Fatica Multiassiale – cenni
Comportamento meccanico dei materiali
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Supporti didattici
LezioniPercorso principale con descrizione audio e slide di supporto
EserciziIn alcune lezioni vengono svolti esempi di calcoloPer ogni Unità viene separatamente fornita una raccolta di esercizi proposti con relativa soluzione
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Obiettivi degli esercizi
Gli esercizi proposti per ogni Unità hanno lo scopo:
Di permettere allo studente di verificare il proprio grado di assimilazione della teoriaDi mettere in evidenza come le nozioni teoriche trovano applicazione pratica
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255
200218
283
18
∅40∅48∅48 ∅38
R5R5
Fr 1
Fr 2
Ft 1Ft 2
Ruota 1: diametro primitivo ∅ 100
Ruota 2: diametro primitivo ∅ 80
Raggi di raccordo non quotati R1
∅40
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Testi consigliati per la consultazione
F.P. Beer, E. R. Johnston, J. T. DeWolf“Meccanica dei solidi”, McGraw-Hill, Milano, 2002 O. Belluzzi, “Scienza delle Costruzioni”, Zanichelli, Bologna, 1961 (4 volumi) S. Timoshenko, “Scienza delle costruzioni”, Viglongo, Torino, 1989 Fuchs H.O., Stephens R.I., “Metal fatigue in engineering”, John Wiley, New York, 1980 Bannantine J.A., Comer J.J., Handrock J.L., “Fundamentals of metal fatigue analysis”, Prentice Hall, Englewood Cliffs, 1990
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M. Rossetto, “Introduzione alla fatica dei materiali e dei componenti”, Levrotto & Bella, Torino, 2000 L. Goglio, “Comportamento meccanico dei materiali”, Versione per il Corso TeledidatticoCETEM a.a. 2002/2003, fornita sul CD
Dispense su alcuni argomenti trattati