ESAME DI STATO PER L’ABILITAZIONE ALLA PROFESSIONE DI...

ESAME DI STATO PER L’ABILITAZIONE ALLA PROFESSIONE DI INGEGNERE I SESSIONE 2005

SEZIONE B - SETTORE CIVILE ED AMBIENTALE

Ambito disciplinare: Ingegneria Ambientale e del Territorio

TRACCIA N. 1 Da un invaso artificiale vengono prelevate le acque da distribuire, a scopo potabile, ad un comune di 140.000 abitanti. Le analisi effettuate sulle caratteristiche di qualità consentono di classificare tali acque come appartenenti alla categoria A2 ai sensi del D.Lgs 152/99 e successive modifiche ed integrazioni. Assumendo una dotazione idrica pro-capite pari a 320 l/giorno si effettui il dimensionamento dell’impianto di potabilizzazione, tracciando il ciclo di trattamento completo dell’impianto (comprensivo della linea fanghi) e disegnando il particolare costruttivo di almeno due unità di trattamento.

TRACCIA N. 2 Si progetti e si verifichi la rete di distribuzione idrica schematizzata in figura, preposta a servizio di un comune con 18000 abitanti, di cui 3000 fluttuanti, per il quale si prevede una dotazione idrica pari a 280 l/ab.·d. (L’altezza massima dei fabbricati è di 15 m).

TRACCIA N. 3 Verificare l’elemento in acciaio in figura, con lunghezza L=3 m e sezione a C con lati b=0,20 m, h=0,10 m e s=0,005 m. L’elemento è incastrato ad una delle estremità, mentre l’altra è vincolata ad un pendolo inestensibile. Il carico uniformemente ripartito è applicato come in figura e vale q=10 kN/m. Si assuma come materiale acciaio Fe 510 (EN 10025).

L Lp

h s

b

q q



Ambito disciplinare: Ingegneria Civile

TRACCIA N. 1 Su un banco di terreni sciolti delimitato da un piano campagna orizzontale sono state eseguite alcune prove, i cui risultati sono di seguito riassunti:

0

2

4

6

8

10

12

0 5 10 15 20

qc (Mpa)z

(m)

0

2

4

6

8

10

12

0 0.2 0.4 0.6 0.8

fs (Mpa)

riporto costituito da terreni di varia pezzaturacon presenza di frustoli

vegetali

argille limose grigio scure con intercalazione

di lenti di sabbia

sabbie limose

1.80

10.20

0.50

descrizione (m)prof. (m)

prof.falda (m)

Campione indisturbato prelevato alla profondità di 8 m dal piano campagna:

γd=16.1 kN/m3 w = 24.9 % wL= 51 % wp = 28 % K =10-6 cm/s

Prova Triassiale Consolidata Drenata: c’= 12 φ’ = 24.2 Si immagini di eseguire nel deposito in esame uno sbancamento di profondità pari a 4.5 m rispetto al piano campagna, di realizzare un muro di sostegno per il contenimento dei terreni posti al lato dello scavo e di deprimere, con un sistema di drenaggi, il tetto della falda alla quota di fondo scavo. Il terrapieno a tergo del muro formato da un terreno che, dopo essere stato compattato artificialmente, presenta le seguenti caratteristiche meccaniche:

γd=19.2 kN/m3 φ’ = 38° K =1.3 cm/s

Si dimensioni il muro di sostegno e si eseguano le verifiche geotecniche previste dalla normativa italiana in assenza di sollecitazioni sismiche.

Elenco simboli: qc= resist. punta CPT, fs= resist. lat. CPT w= cont. d’acqua wL= limite liquido wp= limite plastico K= permeabilità c’=coesione φ’= angolo d’attrito γd= peso secco unità di volume terreno

TRACCIA N. 2 Si progetti e si verifichi la rete di distribuzione idrica schematizzata in figura, preposta a servizio di un comune con 18000 abitanti, di cui 3000 fluttuanti, per il quale si prevede una dotazione idrica pari a 280 l/ab.·d. (L’altezza massima dei fabbricati è di 15 m).

TRACCIA N. 3

Si consideri la trave in cemento armato a due campate rappresentata in Figura. Si assume che sia sollecitata da un carico di esercizio uniforme q = 40 kN/m, con un’eccentricità laterale di 1.5 m rispetto alla linea d’asse della trave.

q q

4.00 m 8.00 m

q q

4.00 m 8.00 m

Assumendo per i materiali le seguenti caratteristiche: Calcestruzzo Rck = 30 MPa e Acciaio tipo FeB 44k, progettare sezioni e armatura.



Ambito disciplinare: Edilizia ed Ambiente

TRACCIA N. 1 La struttura riportata nelle piante allegate risale al 1950 ed è adibita a civile abitazione. Il vano scala è stato realizzato successivamente in cemento armato. Le caratteristiche costruttive generali della struttura sono le seguenti: Piano terra

Pavimento poggiato su terreno composto da (dall’alto verso il basso): piastrelle; massetto in calcestruzzo di spessore pari a 5,0 cm; strato di calcestruzzo di spessore pari a 7,0 cm.

Pilastri del vano scala realizzati in cemento armato; Tamponatura del vano scala realizzata con mattoni forati; Murature realizzate con mattoni in cemento ed intonaco di calce o calce e cemento; Solaio interpiano costituito da (dall’alto vero il basso): pavimento in piastrelle; massetto in

calcestruzzo di spessore pari a 5,0 cm; solaio misto con nervature da 7,0 cm e spessore pari a 18,0 cm; intonaco di calce e sabbia.

Portone di ingresso in abete; Infissi in legno con doppio vetro;

Piano primo

Murature realizzate con mattoni in cemento ed intonaco di calce o calce e cemento; Solaio di copertura costituito da (dall’alto vero il basso): massetto in calcestruzzo di

spessore pari a 5,0 cm; solaio misto con nervature da 7,0 cm e spessore pari a 18,0 cm; intonaco di calce e sabbia.

Tetto realizzato con travi in legno e tegole senza isolamento termico. Infissi in legno con doppio vetro.

Facendo riferimento ai seguenti dati di progetto, il candidato dimensioni un impianto di riscaldamento invernale e raffrescamento estivo a ventilconvettori. Dati di progetto:

Gradi giorno: 1311 Altitudine: 340 m Località di riferimento: Frosinone

Per i dati dimensionali mancanti (altezze solai, altezza elementi trasparenti, ecc…), il candidato utilizzi i valori tipici riscontrabili nelle civili abitazioni. Il candidato, inoltre, valuti lo spessore di coibente ottimale.

315

435

320 480

45 100 100 100 90

700

205

430

435271

275

100

85

30

45

140

110

Nord

205

380

210

430

435

700

205

490 140

25

25

170

3038

110

38

90 100 100 100

20

Pianta piano primo

Pianta piano terra

scala 1:100

Locale non riscaldato

Locale non riscaldatoVanoscala

Vanoscala

Cucina

Soggiorno

Letto

Bagno

45



Ambito disciplinare: Edilizia ed Ambiente

TRACCIA N. 2 Si consideri la trave in cemento armato a due campate rappresentata in Figura. Si assume che sia sollecitata da un carico di esercizio uniforme q = 40 kN/m, con un’eccentricità laterale di 1.5 m rispetto alla linea d’asse della trave.

q q

4.00 m 8.00 m

q q

4.00 m 8.00 m

Assumendo per i materiali le seguenti caratteristiche: Calcestruzzo Rck = 30 MPa e Acciaio tipo FeB 44k, progettare sezioni e armatura.

TRACCIA N. 3 Verificare l’elemento in acciaio in figura, con lunghezza L=3 m e sezione a C con lati b=0,20 m, h=0,10 m e s=0,005 m. L’elemento è incastrato ad una delle estremità, mentre l’altra è vincolata ad un pendolo inestensibile. Il carico uniformemente ripartito è applicato come in figura e vale q=10 kN/m. Si assuma come materiale acciaio Fe 510 (EN 10025).

L Lp

h s

b

q q


SEZIONE B - SETTORE INDUSTRIALE Ambito disciplinare: Ingegneria Elettrica

TRACCIA N. 1 Calcolare l’induttanza e la capacità di servizio di una linea M.T. costituita da due conduttori a corda in presenza del terreno. Si assuma che la sezione dei conduttori sia di 185mm2, che gli assi dei conduttori siano separati da 90cm e che la distanza dei conduttori dal terreno sia di 20m. Si trascuri l’effetto della guaina isolante.

TRACCIA N. 2 Si vuole misurare una resistenza incognita RX con valore nominale di 800 Ω con un ponte di Wheatstone. Si hanno a disposizione i seguenti componenti:

1) un galvanometro a zero centrale con massima sensibilità di 0.1 nA/div; 2) un alimentatore in DC stabilizzato con uscita variabile da 0 a 15 V e corrente selezionabile

nel range 0.5 mA - 1 A; 3) due resistori fissi del valore di 1 kΩ con Accuracy = 0.01 % e massima corrente di 0.03 A; 4) un resistore variabile RC a decadi nel range 10 mΩ - 10 kΩ con Accuracy = 0.01 % e

massima corrente di 0.1 A. Il candidato dovrà:

1) Progettare il circuito più adatto per la misura, motivandone le scelte e considerando che la massima potenza dissipabile sul resistore incognito RX è PMAX = 0.10 W;

2) Descrivere la procedura necessaria per l’azzeramento del ponte; 3) Supponendo che all’equilibrio ottenuto nelle condizioni di massima sensibilità si verifichi

che: − RCeq = 797.21 Ω − La sensibilità del metodo viene valutata in maniera sperimentale dando una variazione

∆RC finita ad RCeq ed osservando la corrispondente variazione dell’ago del galvanometro in termini di divisioni ∆λ. Nel caso specifico si supponga che per ∆RC = 0.01 Ω si abbia ∆λ = 10.

Determinare il valore della resistenza incognita RX e la sua l’incertezza tenendo anche conto della sensibilità del metodo.

TRACCIA N. 3 Sia data la linea aerea trifase di Figura 1, realizzata con conduttori in corda di alluminio crudo (ρAl 20°C = 0,0284 Ω mm2/m, αAl = 0,004 °C-1) per la quale si assume una reattanza chilometrica di 0,3777 Ω/km. Con riferimento alle tabelle I - III:

1) si dimensioni la sezione unica della linea, considerando i carichi equilibrati e una caduta di tensione massima del 5% a partire dal punto A; si assuma un fattore di contemporaneità pari a 1, una temperatura di esercizio della linea di 50 °C e la temperatura ambiente, invariante, a 30 °C.

2) si determinino le correnti di cortocircuito trifase massima e bifase minima nel punto C, trascurando il contributo dei carichi.

3) si illustrino i vantaggi derivanti dall’eventuale utilizzo del rifasamento in tale tipo di impianti.

C1 C3T

A

S =cc ∞

3 km4 km

C2

4 km

C6

1 kmB

2 km

C4

2 km1 km

C5

C7C

D

Figura. 1 - Schema della rete

Tabella I – Dati dei carichi

C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 S 550 kVA 750 kVA 120 kVA 295 kVA 385 kVA 100 kVA 100 kVA

cosϕ 0,8 0,7 0,75 0,85 0,8 0,85 0,85

Tabella III – Dati della linea

Sezione [mm2]

Portata della linea alla temperatura ambiente pari a 30 °C [A]

25 121 35 149 50 185 70 226 95 282

120 329

Tabella II – Dati del trasformatore

STn V1 V2 Vcc cosϕcc gruppo

6 MVA 60 kV 20 kV 4% 0,2 Dd 0


SEZIONE B - SETTORE INDUSTRIALE Ambito disciplinare: Ingegneria Meccanica

TRACCIA N. 1 Il componente in figura è soggetto all’azione di due carichi esterni: una forza F = 2000 N ed un momento torcente M = 9380 Nmm. Il candidato:

1. determini il punto maggiormente sollecitato 2. determini lo stato di sforzo in tal punto 3. determini gli sforzi principali e ne dia una rappresentazione grafica secondo Mohr 4. supponendo che il materiale sia un acciaio avente le caratteristiche sotto indicate, determini

il coefficiente di sicurezza statico 5. supponendo che la forza F in esercizio vari secondo un ciclo sinusoidale pulsante

dall’origine, determini la vita presunta con un coefficiente di sicurezza sulla tensione pari a 2.

MATERIALE: carico di rottura σR = 560 MPA, carico di snervamento σy = 400 MPA e tensione limite di fatica σaL = 160 MPA d=10 mm D=20 mm R= 2mm L=150mm



TRACCIA N. 2 La Giant Eagle srl, è un’azienda del settore automotive che intende commercializzare entro la prossima primavera una nuova autovettura dal design innovativo e dalle caratteristiche tecniche adatte ad un target giovane e dinamico. SCHEDA TECNICA Motore

Ciclo Otto, anteriore, 4 cilindri in linea. Rapporto di compressione 9:1. Distribuzione: valvole in testa con doppio albero a camme, 8 valvole. Alimentazione: due carburatori DellíOrto DHLA 40 G, Solex C40 ADDHE o Weber 40 DCOE. Potenza massima: 130 CV a 5.400 giri al minuto. Cilindrata totale 1.962 cc; alesaggio x corsa 84 x 88,5 mm. TrasmissioneTrazione posteriore; cambio meccanico a 5 marce + Rm interamente sincronizzato montato in blocco con il differenziale; frizione monodisco a secco. Autotelaio Scocca autoportante. Avantreno a ruote indipendenti con quadrilateri trasversali, barre di torsione longitudinali, barra stabilizzatrice e ammortizzatori idraulici telescopici. Retrotreno con assale De Dion, ancoraggio trasversale di Watt, molle elicoidali, barra stabilizzatrice ,ammortizzatori idraulici telescopici. Sterzo: a cremagliera. Freni: idraulici a disco con servofreno. Pneumatici:175 HR 14 o 185/70 HR 14.

Dimensioni e peso

Passo 2.400 mm; carreggiata anteriore 1.360 mm, carreggiata posteriore 1.368 mm; lunghezza 4.200 mm, larghezza 1.660 mm, altezza 1.330 mm. Peso kg 1.080.

Prestazioni

Velocità massima: 194 km/h

Figura 1: Prototipo

La fase di sviluppo prevede le seguenti attività per le quali l’azienda ha provveduto a determinare le precedenze ed a stimare i tempi espressi in settimane. Con riferimento alla seguente tabella si determini

- la durata del progetto - il percorso critico e le attività critiche - il Gantt delle attività.

Attività Descrizione Tempo Precedenze A Analisi di Mercato 10 - B Fase di Progettazione 3 A C Approvvigionamento componenti 1 B D Assemblaggio componenti 2 - E Realizzazione impianti (elettrico…) 3 - F Simulazione 2 E G 1° Controllo qualità 2 B, D H Verniciatura prototipo 1 F I Prova su strada 3 H, G L 2° Controllo qualità 2 C, G M Revisione 1 I, L

Nel primo controllo di qualità si sono verificati dei problemi tecnici, imputabili, dopo un’attenta analisi al tipo di cuscinetto impiegato nel prototipo.

Figura 2: Cuscinetto

Pertanto è stato realizzato un SPC su di un campione di 25 componenti estratti casualmente dalla produzione. I valori registrati sono riportati nella tabella seguente.

Verificare se il sistema è o meno sotto controllo. Inoltre, sapendo che le tolleranze fissate dalla progettazione sono 2± 0,25 mm, realizzare uno studio di capacità e verificare se il sistema è capace.

Infine con riferimento al prodotto in oggetto e servendosi della simbologia A.S.M.E rappresentare tramite un operation process chart (foglio del processo operativo monoprodotto) il flusso dei materiali lungo il processo produttivo.

Descrizione Operazione N. Viaggi Distanza (m)

1 Magazzino 2 10 2 Spostamento 3 5 3 Tranciatura 2 4 4 Piegatura 1 7 5 Controllo 1 3 6 Assemblaggio 2 4 7 Spostamento 4 3 8 Controllo 1 3 9 Punzonatura 1 8 10 Spostamento 4 3 11 Magazzino 3 10 12 Cataforesi 3 5 13 Controllo 1 3 14 Spostamento 3 3 15 Magazzino 2 10


1 Magazzino 2 10 2 Spostamento 5 5 3 Tranciatura 2 4 4 Piegatura 2 7 5 Assemblaggio 2 4 6 Controllo 2 3 7 Punzonatura 1 8 8 Spostamento 3 3 9 Magazzino 3 10 10 Cataforesi 3 5 11 Controllo 1 3 12 Spostamento 3 3 13 Magazzino 2 10

Una volta completati i due fogli dei processi operativi monoprodotto decidere quale delle due soluzione è più conveniente ed illustrarne i motivi.

Numero di elementi n di

ogni campione

Coefficienti per il

diagramma X

Coefficienti per il diagramma R

A2 D3 D4 1 2,660 0,000 3,267 2 1,880 0,000 3,267 3 1,023 0,000 2,575 4 0,729 0,000 2,282 5 0,577 0,000 2,115 6 0,483 0,000 2,004 7 0,419 0,076 1,924 8 0,373 0,136 1,864 9 0,337 0,180 1,816

10 0,308 0,223 1,777



TRACCIA N. 3 Un’operazione di tornitura di una barra cilindrica di acciaio C40 viene eseguita con l’impiego di un inserto P20 ad una velocità di taglio vt. Il diametro della barra è D=50 mm, la lunghezza da lavorare è L=100 mm. L’avanzamento è a= 0,2 mm/giro, la profondità di passata in sgrossatura è p=4 mm. L’usura dell’utensile rilevata è tale da indurre una vita utile T: T=120 min con vt=80 m/min T=15 min con vt=140 m/min

1) Calcolare la velocità del mandrino nei 2 casi 2) Calcolare le forze e le potenze di taglio in sgrossatura, alle 2 velocità citate, ipotizzando i

dati eventualmente mancanti sulla geometria dell’utensile. 3) Calcolare le costanti n e C della nota legge di Taylor: CTvt n =⋅ 4) Nell’ipotesi che si voglia avere una vita utile T dell’utensile invariata pari a T=15 min,

calcolare il tempo totale di lavorazione per l’inserto P20 e per un nuovo inserto P10, caratterizzato da C=300 ed n=0.28.

5) Calcolare la durata dell’inserto P10 quando vt=80 m/min La barra prevede anche un foro cieco assiale di profondità 10 mm e diametro 8 mm.

6) Impostare le scelte tecnologiche necessarie alla operazione di foratura, cioè definire l’utensile e i parametri di lavorazione, apportando le opportune ipotesi.

7) Calcolare il tempo di foratura e il lavoro necessario all’operazione


SEZIONE B - SETTORE INDUSTRIALE Ambito disciplinare: Ingegneria Gestionale

TRACCIA N. 1 Hospital Supply, Inc. (H.S.) produce su commessa meccanismi idraulici di sollevamento utilizzati dagli ospedali per pazienti inabili e costretti a letto. I costi unitari commerciali e di produzione in corrispondenza al volume normale di 3.000 unità al mese sono quelli indicati nella tabella. I quesiti che seguono si riferiscono esclusivamente ai dati della tabella. A meno che non venga esplicitamente indicato, si ipotizzi che non vi sia alcuna relazione tra le diverse situazioni descritte nei quesiti, che devono essere pertanto trattati separatamente l’uno dall’altro. Si consideri (salvo esplicite indicazioni diverse) un prezzo unitario di vendita di 4.350 €. Si ignorino le imposte sul reddito e tutti i costi non riportati nella tabella o non esplicitamente citati nelle domande.

1. Qual è il punto di pareggio in volume (q.tà) e in €?

2. Ricerche di mercato stimano che il volume di vendita dei sollevatori idraulici potrebbe aumentare -compatibilmente con i limiti di capacità produttiva- fino a 3.500 unità al mese se il prezzo unitario fosse ridotto da 4.350 € a 3.850 €. Assumendo che le dinamiche dei costi implicite nella tabella siano corrette, il candidato suggerirebbe di porre in atto quest’azione? Quale sarebbe l’impatto sui ricavi, sui costi e sul reddito mensili?

3. Il primo marzo H.S. riceve un’offerta dal governo federale per fornire 500 unità agli Ospedali dei Veterani, con consegna entro il 31 marzo. A causa di un insolito picco di ordini da parte dei clienti abituali, H.S. programma un piano di produzione e vendita in marzo di 4.000 unità, il che significherebbe utilizzare tutta la capacità disponibile. Se l’offerta fosse accettata, ordini per 500 unità da clienti abituali sarebbero persi, perché questi si rivolgerebbero ad aziende concorrenti della H.S.. Il contratto proposto dal governo prevede la copertura dei costi di produzione di marzo (relativi alla commessa) più un utile di 275.000 € (in questo calcolo non vanno inclusi tutti i costi commerciali sia fissi sia variabili). In termini più specifici la copertura dei costi di produzione significherebbe il riconoscimento dei costi variabili di produzione e di una quota dei costi fissi di produzione pari al 12,5%, proporzionale dunque al volume della commessa rispetto al volume totale del mese (500/4.000). Quale sarebbe l’impatto sul reddito di marzo se l’impresa accettasse il contratto del governo?

4. H.S. ha l’opportunità di entrare in un mercato estero ove la concorrenza sul prezzo è molto alta. L’attrattività di questo mercato deriva dalla circostanza che la sua domanda è correlata negativamente con quella nazionale: è alta quando quella del mercato interno è bassa e viceversa. Conseguentemente, quote di capacità produttiva inutilizzata potrebbero essere indirizzate verso questo business senza condizionare il mercato nazionale. Per entrare in questo mercato H.S. dovrebbe accettare un ordine di 1.000 unità sottocosto. I costi incrementali di trasporto di quest’ordine ammonterebbero a €410 per unità, mentre i costi totali di acquisizione del contratto (costi commerciali) sarebbero di €22.000. Le vendite e il business nazionali non risentirebbero in alcun modo della circostanza che l’impresa accetti o meno l’ordine. Qual è il prezzo unitario più basso che H.S. dovrebbe prendere in considerazione per quest’ordine di 1.000 unità?

5. Tra le rimanenze vi sono 200 unità di un vecchio modello ormai parzialmente obsoleto. Queste unità devono essere vendute a prezzi ridotti attraverso i normali canali distributivi, altrimenti in poco tempo questi prodotti non avrebbero più alcun valore di mercato. Qual è il prezzo minimo che l’impresa dovrebbe accettare per vendere queste unità?

6. L’impresa riceve una proposta da un fornitore esterno il quale produrrebbe 1.000 sollevatori al mese e li consegnerebbe direttamente ai clienti della Hospital Supply. I costi fissi commerciali della H.S. rimarrebbero gli stessi, ma i costi variabili commerciali di queste 1.000 unità prodotte dal fornitore si ridurrebbero del 20 % (fino a 220 € per unità). Poiché gli impianti della H.S. opererebbero al di sotto del loro normale livello, i costi fissi totali di produzione potrebbero essere ridotti del 30 %, cioè fino a €1.386.000. Quale costo unitario interno dovrebbe essere usato per valutare l’offerta ricevuta dal fornitore. Dovrebbe la proposta essere accettata se il prezzo unitario d’acquisto (cioè il prezzo del fornitore) fosse di €2.475?

7. Si assumano le stesse ipotesi e valori della domanda 6, eccettuato il fatto che la capacità produttiva non utilizzata (relativa ai 1.000 sollevatori prodotti dal fornitore esterno) sia impiegata per produrre 800 sollevatori idraulici speciali al mese destinati alle sale operatorie degli ospedali. Questi sollevatori speciali potrebbero essere venduti al prezzo unitario di €4.950, mentre i costi variabili unitari di produzione e commerciali sarebbero rispettivamente di €3.025 e di €550. I costi fissi commerciali e i costi fissi di produzione rimarrebbero gli stessi sia che fossero realizzati internamente tutti i 3.000 sollevatori idraulici normali, sia che si realizzassero internamente solo 2.000 sollevatori normali più gli 800 speciali (gli altri 1.000 sollevatori normali sarebbero come detto realizzati dal fornitore esterno). Qual è il massimo prezzo di vendita unitario che H.S. dovrebbe essere disposta a pagare al fornitore esterno? Dovrebbe la proposta essere accettata se il prezzo unitario d’acquisto pagato al fornitore esterno dei 1.000 sollevatori” normali” fosse di €2.475?



TRACCIA N. 2 La Giant Eagle srl, è un’azienda del settore automotive che intende commercializzare entro la prossima primavera una nuova autovettura dal design innovativo e dalle caratteristiche tecniche adatte ad un target giovane e dinamico. SCHEDA TECNICA Motore

Ciclo Otto, anteriore, 4 cilindri in linea. Rapporto di compressione 9:1. Distribuzione: valvole in testa con doppio albero a camme, 8 valvole. Alimentazione: due carburatori DellíOrto DHLA 40 G, Solex C40 ADDHE o Weber 40 DCOE. Potenza massima: 130 CV a 5.400 giri al minuto. Cilindrata totale 1.962 cc; alesaggio x corsa 84 x 88,5 mm. TrasmissioneTrazione posteriore; cambio meccanico a 5 marce + Rm interamente sincronizzato montato in blocco con il differenziale; frizione monodisco a secco. Autotelaio Scocca autoportante. Avantreno a ruote indipendenti con quadrilateri trasversali, barre di torsione longitudinali, barra stabilizzatrice e ammortizzatori idraulici telescopici. Retrotreno con assale De Dion, ancoraggio trasversale di Watt, molle elicoidali, barra stabilizzatrice ,ammortizzatori idraulici telescopici. Sterzo: a cremagliera. Freni: idraulici a disco con servofreno. Pneumatici:175 HR 14 o 185/70 HR 14.

Dimensioni e peso

Passo 2.400 mm; carreggiata anteriore 1.360 mm, carreggiata posteriore 1.368 mm; lunghezza 4.200 mm, larghezza 1.660 mm, altezza 1.330 mm. Peso kg 1.080.

Prestazioni

Velocità massima: 194 km/h

Figura 1: Prototipo

La fase di sviluppo prevede le seguenti attività per le quali l’azienda ha provveduto a determinare le precedenze ed a stimare i tempi espressi in settimane. Con riferimento alla seguente tabella si determini

- la durata del progetto - il percorso critico e le attività critiche - il Gantt delle attività.

Attività Descrizione Tempo Precedenze A Analisi di Mercato 10 - B Fase di Progettazione 3 A C Approvvigionamento componenti 1 B D Assemblaggio componenti 2 - E Realizzazione impianti (elettrico…) 3 - F Simulazione 2 E G 1° Controllo qualità 2 B, D H Verniciatura prototipo 1 F I Prova su strada 3 H, G L 2° Controllo qualità 2 C, G M Revisione 1 I, L

Nel primo controllo di qualità si sono verificati dei problemi tecnici, imputabili, dopo un’attenta analisi al tipo di cuscinetto impiegato nel prototipo.

Figura 2: Cuscinetto

Pertanto è stato realizzato un SPC su di un campione di 25 componenti estratti casualmente dalla produzione. I valori registrati sono riportati nella tabella seguente.

Verificare se il sistema è o meno sotto controllo. Inoltre, sapendo che le tolleranze fissate dalla progettazione sono 2± 0,25 mm, realizzare uno studio di capacità e verificare se il sistema è capace.

Infine con riferimento al prodotto in oggetto e servendosi della simbologia A.S.M.E rappresentare tramite un operation process chart (foglio del processo operativo monoprodotto) il flusso dei materiali lungo il processo produttivo.


1 Magazzino 2 10 2 Spostamento 3 5 3 Tranciatura 2 4 4 Piegatura 1 7 5 Controllo 1 3 6 Assemblaggio 2 4 7 Spostamento 4 3 8 Controllo 1 3 9 Punzonatura 1 8 10 Spostamento 4 3 11 Magazzino 3 10 12 Cataforesi 3 5 13 Controllo 1 3 14 Spostamento 3 3 15 Magazzino 2 10


1 Magazzino 2 10 2 Spostamento 5 5 3 Tranciatura 2 4 4 Piegatura 2 7 5 Assemblaggio 2 4 6 Controllo 2 3 7 Punzonatura 1 8 8 Spostamento 3 3 9 Magazzino 3 10 10 Cataforesi 3 5 11 Controllo 1 3 12 Spostamento 3 3 13 Magazzino 2 10

Una volta completati i due fogli dei processi operativi monoprodotto decidere quale delle due soluzione è più conveniente ed illustrarne i motivi.

Numero di elementi n di

ogni campione

Coefficienti per il

diagramma X

Coefficienti per il diagramma R

A2 D3 D4 1 2,660 0,000 3,267 2 1,880 0,000 3,267 3 1,023 0,000 2,575 4 0,729 0,000 2,282 5 0,577 0,000 2,115 6 0,483 0,000 2,004 7 0,419 0,076 1,924 8 0,373 0,136 1,864 9 0,337 0,180 1,816

10 0,308 0,223 1,777



TRACCIA N. 3 Un’operazione di tornitura di una barra cilindrica di acciaio C40 viene eseguita con l’impiego di un inserto P20 ad una velocità di taglio vt. Il diametro della barra è D=50 mm, la lunghezza da lavorare è L=100 mm. L’avanzamento è a= 0,2 mm/giro, la profondità di passata in sgrossatura è p=4 mm. L’usura dell’utensile rilevata è tale da indurre una vita utile T: T=120 min con vt=80 m/min T=15 min con vt=140 m/min

1) Calcolare la velocità del mandrino nei 2 casi 2) Calcolare le forze e le potenze di taglio in sgrossatura, alle 2 velocità citate, ipotizzando i

dati eventualmente mancanti sulla geometria dell’utensile. 3) Calcolare le costanti n e C della nota legge di Taylor: CTvt n =⋅ 4) Nell’ipotesi che si voglia avere una vita utile T dell’utensile invariata pari a T=15 min,

calcolare il tempo totale di lavorazione per l’inserto P20 e per un nuovo inserto P10, caratterizzato da C=300 ed n=0.28.

5) Calcolare la durata dell’inserto P10 quando vt=80 m/min La barra prevede anche un foro cieco assiale di profondità 10 mm e diametro 8 mm.

6) Impostare le scelte tecnologiche necessarie alla operazione di foratura, cioè definire l’utensile e i parametri di lavorazione, apportando le opportune ipotesi.

7) Calcolare il tempo di foratura e il lavoro necessario all’operazione


SEZIONE B - SETTORE INFORMAZIONE Ambito disciplinare: Ingegneria elettronica

TRACCIA N. 1

R4R3

R2

C4C3

R1

+

-

-Vee

+Vcc

Vo

La figura ritrae un circuito oscillatore realizzato in tecnica operazionale. a) Ritenendo inizialmente ideale l’amplificatore operazionale, si dimensionino i componenti

passivi in modo che il circuito oscilli a fo = 80kHz. b) Si dispone, per realizzare il circuito di figura, di un amplificatore operazionale commerciale

con le seguenti caratteristiche: • Guadagno statico AV = 100dB; • Frequenza di taglio fH = 30Hz.

Si ricalcoli l’effettiva frequenza di oscillazione. c) Si modifichino i valori dei componenti C3-R3-C4-R4 in modo da ripristinare la frequenza di

oscillazione al valore di 80kHz. d) Si ricalcoli anche il rapporto R2/R1 in modo da garantire nuovamente la persistenza delle

oscillazioni. e) Si modifichi il circuito in modo da inserire un controllo di ampiezza delle oscillazioni. Fare

sì che il circuito si stabilizzi intorno al valore di Vo = 10Vpp con le seguenti tensioni di alimentazione:

• Vcc = 12V; • Vee = -12V.

Si adottino tutte le approssimazioni ritenute necessarie.

TRACCIA N. 2 Un’onda piana uniforme polarizzata circolarmente in senso levogiro, di frequenza f = 1.8 GHz, proveniente dall’aria, incide obliquamente su un’interfaccia aria/vetro. La densità di potenza incidente è 10 mW/m2 e l’indice di rifrazione del vetro è n2 = 1.73.

1. Si determini l’angolo di incidenza per il quale l’onda riflessa è polarizzata linearmente. 2. Supponendo che nella regione in aria sia posta un’antenna a λ/2, adattata sia in potenza che

in polarizzazione, calcolare la potenza dissipata sul carico. 3. Ripetere il calcolo del punto 2 nel caso in cui l’antenna sia inclinata di 30° rispetto al piano

di incidenza.

TRACCIA N. 3 Si vuole misurare una resistenza incognita RX con valore nominale di 800 Ω con un ponte di Wheatstone. Si hanno a disposizione i seguenti componenti:

1) un galvanometro a zero centrale con massima sensibilità di 0.1 nA/div; 2) un alimentatore in DC stabilizzato con uscita variabile da 0 a 15 V e corrente selezionabile

nel range 0.5 mA - 1 A; 3) due resistori fissi del valore di 1 kΩ con Accuracy = 0.01 % e massima corrente di 0.03 A; 4) un resistore variabile RC a decadi nel range 10 mΩ - 10 kΩ con Accuracy = 0.01 % e

massima corrente di 0.1 A. Il candidato dovrà:

1) Progettare il circuito più adatto per la misura, motivandone le scelte e considerando che la massima potenza dissipabile sul resistore incognito RX è PMAX = 0.10 W;

2) Descrivere la procedura necessaria per l’azzeramento del ponte; 3) Supponendo che all’equilibrio ottenuto nelle condizioni di massima sensibilità si verifichi

che: − RCeq = 797.21 Ω − La sensibilità del metodo viene valutata in maniera sperimentale dando una variazione

∆RC finita ad RCeq ed osservando la corrispondente variazione dell’ago del galvanometro in termini di divisioni ∆λ. Nel caso specifico si supponga che per ∆RC = 0.01 Ω si abbia ∆λ = 10.

Determinare il valore della resistenza incognita RX e la sua l’incertezza tenendo anche conto della sensibilità del metodo.


SEZIONE B - SETTORE INFORMAZIONE Ambito disciplinare: Ingegneria Informatica

TRACCIA N. 1 Si consideri di dover realizzare un programma per la gestione di un elenco anagrafico ordinato il cui elemento generico è formato dai seguenti campi: - Nome - Cognome - Codice Fiscale - Indirizzo

L’ordinamento deve essere realizzato in senso crescente sia sulla coppia di campi (Cognome,Nome) sia sul campo Codice Fiscale.

Seguendo la sintassi del linguaggio scelto, si definisca la struttura dati opportuna e si implementino le seguenti operazioni (per queste non è consentito ricorrere a funzioni di libreria preconfezionate): • inizializzazione dell’elenco S. • inserimento di un nuovo elemento x nell’elenco S. • cancellazione di un elemento x dall’elenco S • inclusione di un nuovo elenco S1 nell’elenco S2. • verifica dell’esistenza di un elemento x nell’elenco S; la ricerca va effettuata utilizzando come

chiave la coppia di campi (Cognome,Nome) o il campo Codice Fiscale. • stampa dell’elenco, ordinato per (Cognome,Nome) o per Codice Fiscale, secondo quanto

specificato dal valore tipo_chiave.

Si commenti adeguatamente il codice prodotto, documentando in modo completo le ipotesi assunte per tutto quanto non specificato.

TRACCIA N. 2 Un’azienda possiede uffici dislocati in un edificio. Si progetti una rete aziendale che risponda ai seguenti requisiti: - Numero di piani pari a 5 (con 150 utenze) - banda disponibile nell’edificio di almeno 100 Mbit/s - necessità di creare LAN distinte per ogni piano che dialoghino con switch layer 3 (router) - inaccessibilità dei computer in rete aziendale dall’esterno - server farm per i servizi di vendita in zona demilitarizzata (DMZ) - necessità di autenticazione degli utenti centralizzata - durata degli impianti 10 anni

Il candidato progetti una soluzione hardware/software che risponda ai requisiti sopra indicati, citando a quali standard (de facto o de iure) e a quali categorie di prodotti ha fatto riferimento, indicando anche eventuali prodotti disponibili sul mercato.

Si commenti adeguatamente il progetto prodotto, documentando in modo completo le ipotesi assunte per tutto quanto non specificato.

TRACCIA N. 3


SEZIONE B - SETTORE INFORMAZIONE Ambito disciplinare: Formazione informatica

TRACCIA N. 1 Si consideri di dover realizzare un programma per la gestione di un elenco anagrafico ordinato il cui elemento generico è formato dai seguenti campi: - Nome - Cognome - Codice Fiscale - Indirizzo

L’ordinamento deve essere realizzato in senso crescente sia sulla coppia di campi (Cognome,Nome) sia sul campo Codice Fiscale.

Seguendo la sintassi del linguaggio scelto, si definisca la struttura dati opportuna e si implementino le seguenti operazioni (per queste non è consentito ricorrere a funzioni di libreria preconfezionate): • inizializzazione dell’elenco S. • inserimento di un nuovo elemento x nell’elenco S. • cancellazione di un elemento x dall’elenco S • inclusione di un nuovo elenco S1 nell’elenco S2. • verifica dell’esistenza di un elemento x nell’elenco S; la ricerca va effettuata utilizzando come

chiave la coppia di campi (Cognome,Nome) o il campo Codice Fiscale. • stampa dell’elenco, ordinato per (Cognome,Nome) o per Codice Fiscale, secondo quanto

specificato dal valore tipo_chiave.

Si commenti adeguatamente il codice prodotto, documentando in modo completo le ipotesi assunte per tutto quanto non specificato.

TRACCIA N. 2 Un’azienda possiede uffici dislocati in un edificio. Si progetti una rete aziendale che risponda ai seguenti requisiti: - Numero di piani pari a 5 (con 150 utenze) - banda disponibile nell’edificio di almeno 100 Mbit/s - necessità di creare LAN distinte per ogni piano che dialoghino con switch layer 3 (router) - inaccessibilità dei computer in rete aziendale dall’esterno - server farm per i servizi di vendita in zona demilitarizzata (DMZ) - necessità di autenticazione degli utenti centralizzata - durata degli impianti 10 anni

Il candidato progetti una soluzione hardware/software che risponda ai requisiti sopra indicati, citando a quali standard (de facto o de iure) e a quali categorie di prodotti ha fatto riferimento, indicando anche eventuali prodotti disponibili sul mercato.

Si commenti adeguatamente il progetto prodotto, documentando in modo completo le ipotesi assunte per tutto quanto non specificato.

TRACCIA N. 3 Il candidato progetti una base di dati per la gestione delle visite con prenotazione di monumenti dislocati su più città, tenendo presente che bisogna realizzare le seguenti funzioni: a) inserimento nell’archivio monumenti dei dati di un nuovo monumento, modifica dei dati

esistenti e loro cancellazione; b) inserimento nell’archivio visitatori dei dati anagrafici relativi ad un nuovo visitatore, modifica

dei dati esistenti e loro cancellazione; c) inserimento di nuove visite guidate, cancellazione delle stesse e stampa dell'elenco dei

prenotati per ogni visita d) inserimento di una prenotazione per una determinata visita guidata e stampa della

prenotazione. e) Inserimento di una città, modifica dei dati esistenti e loro cancellazione Il candidato realizzi il progetto concettuale utilizzando un diagramma E-R, il progetto logico secondo il modello relazionale ed implementi in un linguaggio SQL-like la base di dati e le funzioni richieste. Si commenti adeguatamente il codice prodotto, documentando in modo completo le ipotesi assunte per tutto quanto non specificato.

ESAME DI STATO PER L’ABILITAZIONE ALLA PROFESSIONE DI...

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