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

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Argomenti trattati

Unità 11:Intagli e meccanica della frattura

IntagliCenni di meccanica della frattura

y

z

x

3

2

1

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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

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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