LAUREA MAGISTRALE IN INGEGNERIA MECCANICA Curriculum Progettazione Meccanica

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1 LAUREA MAGISTRALE IN INGEGNERIA MECCANICA Curriculum Progettazione Meccanica

2 I ANNO Modulo: Disegno assistito dal calcolatore SSD: ING-IND/15 CFU: 9 Ore di:lezione: 50 Esercitazione: 30 Laboratorio: Obiettivi formativi: Il corso ha lo scopo di fornire agli allievi i metodi per la creazione di modelli computazionali in grado di rappresentare la geometria di particolari meccanici e di complessivi. Vengono forniti gli elementi di base del linguaggio di comunicazione tecnica nel settore meccanico in modo tale da permettere allo studente di saper leggere e scrivere secondo le pratiche usuali del disegno tecnico, impiegando programmi CAD di ricorrente impiego. Contenuti: Richiami fondamentali di disegno tecnico Metodo di Monge per la rappresentazione di solidi tridimensionali. Metodi di rappresentazione dei prodotti industriali: schizzi quotati, disegni di particolari e disegni d insieme. Disegni per la produzione, per la gestione e per la diffusione sul mercato dei prodotti industriali. Standardizzazione e normazione. Sistemi per la progettazione assistita da calcolatore Principi alla base della progettazione assistita da calcolatore. Illustrazione delle caratteristiche dei sistemi CAD. Componenti hardware e software dei sistemi CAD e possibili configurazioni. Dispositivi di input ed output per i sistemi CAD. Metodi per la modellazione nel piano: sistemi di drafting. Metodi per la modellazione nello spazio: volumetrici, mediante il contorno (rappresentazione boundary), mediante sweep. Metodi per la rappresentazione per interpolazione e per approssimazione, di superfici sculturate. Sistemi parametrici e variazionali. Sistemi basati sulla conoscenza. Reverse Engineering. Rapid Prototyping. Tendenze attuali e sviluppi futuri. Addestramento all impiego di sistemi CAD nella progettazione industriale: analisi morfologica e funzionale, metodi di rappresentazione Applicazione di codici di diffuso impiego per la realizzazione di disegni particolari e d insieme. Tolleranze dimensionali. Tolleranze geometriche. Sistema ISO di accoppiamenti per la scelta e l applicazione delle tolleranze dimensionali, di forma e di posizione. Gestione mediante sistema CAD delle catene di tolleranze. Rugosità e stato superficiale. Collegamenti mobili e fissi. Rappresentazione di montaggi di elementi meccanici. Scelta di elementi unificati da catalogo e loro impiego. Testi consigliati: Propedeuticità obbligatorie: Nessuna Propedeuticità consigliate: Nessuna Modalità di accertamento del profitto: Modulo: Economia ed organizzazione aziendale SSD ING-IND/35 CFU: 6 Ore di: Lezione: 34 Esercitazione: 20 Laboratorio: Obiettivi formativi: Il corso si propone di fornire agli studenti i concetti fondamentali di microeconomia, al fine di far comprendere il ruolo dell impresa nel sistema ambiente-mercato. Nell analisi dei processi decisionali e dei meccanismi organizzativi dell impresa, particolare attenzione si dedica alle sue decisioni di investimento. Contenuti: Elementi di analisi economica. Soggetti, sistemi e attività economiche. L economia di mercato e la funzione dei prezzi. Analisi marginale. Condizioni di ottimalità per problemi vincolati. Il comportamento dei consumatori. La teoria della produzione: tecnologia, costi, scelte di processo e di utilizzazione degli impianti; la distinzione tra breve e lungo periodo; la domanda di input produttivi. Obiettivi e comportamenti dell impresa. Le strutture di mercato, la formazione dei prezzi 2

3 e la determinazione delle quantità scambiate: il caso della concorrenza perfetta e monopolistica, dell oligopolio e del monopolio. Problemi di decisione intertemporali: risparmi, investimenti e tassi di interesse. Le metodologie di analisi dei progetti di investimento. Elementi di matematica finanziaria. Interesse e capitalizzazione. Attualizzazione ed equivalenza finanziaria. Annualità e montante. Valore attuale e costo opportunità del capitale. Il criterio del valore attuale netto: metodi di calcolo e giustificazione teorica. Il confronto con altri criteri (tasso interno di redditività, annualità equiva-lenti, periodo di recupero). Il razionamento del capitale. Testi consigliati: Varian, Microeconomia, Cafoscarina, 2007; Thuesen, Fabrycky, Economia per ingegneri, Il Mulino 1996; Sullivan, Wicks, Luxhoj, Economia Applicata all Ingegneria, Pearson Prentice Hall, 2006 Propedeuticità obbligatorie: Nessuna Propedeuticità consigliate: Nessuna Modalità di accertamento del profitto: Prova scritta ed orale Modulo: Misure meccaniche e termiche SSD: ING-IND/12 CFU: 9 Ore di: Lezione: 50 Esercitazione: 15 Laboratorio: 30 Obiettivi formativi: Il corso sviluppa ed approfondisce i principi delle misure meccaniche e termofluidodinamiche nei suoi aspetti metodologici ed applicativi. In particolare esso fornisce agli allievi le metodologie necessarie alla scelta ed all utilizzo dei sistemi di misura delle principali grandezze termiche e fluidodinamiche. Contenuti: Richiami sulla Teoria della misura. Errori ed Incertezze. Richiami di Stima e Propagazione delle incertezze. La Misura della Temperatura: Scale di temperatura e principali sensori. Termometri a resistenza; Principio di misura ed Esercitazioni. Termocoppie; Principio di misura ed Esercitazioni. Termometria a radiazione; Principio di misura ed Esercitazioni. La misura della grandezza pressione: Scale di Pressione e principali sensori. Metodi primari (bilance di pressione). Elementi di fluidodinamica. Moto nei condotti. Introduzione alle misure di portata. Le Misure di pressione e velocità nei fludi. I misuratori di portata a pressione differenziale e volumetrici. Misuratori di portata ad Ultrasuoni, Vortex e Magnetici. Limiti ed applicazioni. Le misure dimensionali, principi di misura e principali categorie di strumenti. Calibri, Micrometri e Blocchetti pianoparalleli:esercitazioni. Macchina di misura a coordinate: esercitazioni. Le misure di massa principi di misura ed esercitazioni (campioni di massa e bilance). Le misure di forza e coppia principi di misura ed esercitazioni (macchine dinamometriche universali e torsiometri). Il Benessere termico, acustico e visivo, Esercitazioni. Metodi di taratura sensori di temperatura. Metodi di taratura sensori di pressione. Metodi di taratura sensori di lunghezza. Metodi di taratura sensori di massa, forza e coppia. Propedeuticità obbligatorie:nessuna. Propedeuticità consigliate: Nessuna Modalità di accertamento del profitto: Prova Pratica ed Esame orale. Modulo: Costruzione di macchine SSD: ING-IND/14 CFU: 9 Ore di: Lezione: 58 Esercitazione: 22 Laboratorio: Obiettivi formativi: Il corso si propone di fornire agli allievi gli estrumenti teorico-analitici fondamentali per il dimensionamento e la verifica di componenti meccanici soggetti a cimenti 3

4 statici e dinamici, in regime di bassa ed alta temperatura, con particolare riferimento agli specifici meccanismi di rottura ed alcuni tipologie di componenti. Contenuti:Introduzione su i meccanismi di rottura nei metalli e nelle leghe. Fatica ad alto numero di cicli: richiami, fatica random e multi assiale, spettri di carico e criteri cumulativi del danno. Fatica a basso numero di cicli: meccanismo, comportamento ciclico dei materiali, gardening, softening, ratcheting, curva stabilizzata, diagrammi di durata, criterio di Neuber per i componenti intagliati, effetto tensione media deformazione media. Frattura fragile: meccanismo di cedimento per clivaggio, meccanica della frattura lineare elastica, approccio energetico ed approccio su base sforzo, effetti di bordo, K dominanza, dimensionamento di componenti difettati, meccanica della frattura elasto-plastica, campo di HRR, integrale J, J-dominanza, curva di resistenza, modulo di tearing, criterio di CTOD. Fatica in componenti difettati: legge di Paris. Progettazione ad elevata temperatura: creep, meccanismi, diagrammi di Ashby, fenomenologia, modelli semiempirici e modelli fisici su base dislocazionale. Metodo di accelerazione meccanica e termica per prove a durata ridotta, parametro di Larson-Miller, creep in regime multiassiale di sforzo. Fatica ad elevata temperatura: interazione creep e fatica, metodo del total strain range partitioning. Componenti meccanici: stati di sollecitazione in solidi assialsimmetrici, dischi e serbatoi in pressione, accoppiamento fondo mantello, dimensionamento di dischi ed alberi in rapida rotazione, dimensionamento di serbatoi in pressione ad elevata temperatura. Propedeuticità obbligatorie:nessuna. Propedeuticità consigliate: Nessuna. Modalità di accertamento del profitto: prova scritta e colloquio orale Modulo: Metallurgia II SSD: ING-IND/21 CFU: 9 Ore di: Lezione: 57 Esercitazione: 0 Laboratorio: 13 Obiettivi formativi: Scopo del corso è quello di approfondire le conoscenze relative alle leghe non ferrose e alle leghe ferrose innovative, considerando i rispettivi meccanismi di rafforzamento. Inoltre vengono analizzati i meccanismi di danneggiamento nel caso di sollecitazioni statiche, quasi statiche, lente e dinamiche, considerando anche l intervento dell ambiente (temperatura, ambiente corrosivo ed ossidativo, radiazioni). Contenuti: Leghe a base Cu, Al, Mo, Ti, Ni, Sn, Mg, Pb: fasi e costituenti strutturali; Diagrammi di fase; Trattamenti termici e termomeccanici; principali applicazioni; acciai innovativi. Principali meccanismi di rafforzamento; Criteri di scelta di leghe (ferrose e non): diagrammi di Ashby; Corrosione : diagrammi di Pourbaix e cinetica elettrochimica; corrosione generalizzata e forme di corrosione localizzata; ossidazione a caldo; ;Meccanismi di propagazione di cricche di fatica; Meccanismi di infragilimento; Infragilimento da idrogeno; Analisi frattografica mediante microscopio elettronico a scansione; Danneggiamento a caldo (invecchiamento e sovra invecchiamento); Scorrimento viscoso; Danneggiamento da radiazioni. Propedeuticità obbligatorie:nessuna. Propedeuticità consigliate: Nessuna. Modalità di accertamento del profitto: prova orale Modulo: Progettazione di Meccanismi SSD: ING-IND/13 CFU: 9 Ore di: Lezione: 56 Esercitazione: 15 Laboratorio: 4

5 Obiettivi formativi: Il corso si prefigge di fornire le conoscenze fondamentali della progettazione meccanica funzionale, con particolare riferimento alla progettazione di meccanismi per la generazione del moto e dei principali componenti delle macchine, anche in considerazione della dinamica del sistema meccanico. Contenuti: Macchine e meccanismi; Tipologie di macchine (utensili, agricole, trasporto, movimentazione, movimento terra, sollevamento, stampa, uso domestico, etc.); Iter progettuale (idea-schizzo-progetto); Progettazione meccanica funzionale e dimensionale. Meccanismi: Coppie e catene cinematiche; Meccanismi e gradi di libertà; Tipologie di meccanismi (sistemi articolati, ruote dentate, meccanismi a camme, flessibili, etc.); Classificazione funzionale (moto alternativo, moto intermittente, moto vario, etc.). Sintesi cinematica di sistemi articolati: Sintesi di tipo e dimensionale; Generatori di funzioni; Generatori di traiettorie; Generatori di moto rigido. Meccanismi per movimenti intermittenti e a camma. Meccanismi moltiplicatori di forza. Ruote di frizione: Ruote di frizione piane/coniche; Esempi applicativi (forni, betoniere, punzonatrici, presse per tipografia); Variatori meccanici di velocità (a piatto, a cono, a sfera, globoidali). Ruote dentate: Sintesi di ruote dentate cilindriche, coniche e sghembe (metodi dell inviluppo e dell epiciclo); Asse di istantanea rotazione e iperboloidi primitivi; Ruote coniche; Ruota elicoidale - vite senza fine; Esempi applicativi (riduttori, cambi di velocità). Rotismi epicicloidali: Formula di Willis; Rotismi combinatori e differenziali; Esempi applicativi (riduttori epicicloidali, differenziale automobilistico). Flessiblili: Trasmissione a cinghie; Trasmissione a catene Esempi applicativi (nastri trasportatori). Giunti articolati: Giunto di Oldham; Giunto di Cardano. Meccanismi ad attrito: Freni (a pattino, a ceppi, a disco, a nastro); Frizioni (piane e/o multidisco, coniche); Esempi applicativi (autoveicoli, apparecchi di sollevamento). Analisi dinamica dei transitori: Motori e carichi (curve caratteristiche); Accoppiamento motorecarico diretto e indiretto (riduttore); Innesto di una frizione; Macchine in regime periodico (irregolarità del moto/volano); Esempi applicativi (autoveicoli, motore a c.i., presse, apparecchi di sollevamento). Dinamica dei rotori: Elementi di dinamica del corpo rigido nello spazio (tensore di inerzia); Bilanciamento statico e dinamico; Esempi applicativi (motocicletta in curva, elicotteri). Meccanica delle vibrazioni: Sistemi ad 1 grado di libertà (vibrazioni libere, smorzate, forzate); Fattore di amplificazione dinamica (risonanza); Isolamento dalle vibrazioni (Trasmissibilità). Propedeuticità obbligatorie: nessuna. Propedeuticità consigliate: nessuna. Modalità di accertamento del profitto: esame orale II ANNO Modulo: Progetto di macchine SSD: ING-IND/08 CFU: 9 Lezioni frontali in aula. Esercitazioni relative al dimensionamento delle macchine. Utilizzo di codici numerici per l analisi del flusso negli elementi delle macchine. Ore di: Lezione: 50 Esercitazione: 15 Laboratorio: 15 Obiettivi formativi: Il corso si propone di approfondire la conoscenza dei processi termofluidodinamici caratteristici delle macchine, fornendo indicazioni utili sia per il progetto di massima che per l utilizzo delle stesse. Gli allievi, inoltre, saranno introdotti all uso di strumenti utili per l analisi qualitativa e quantitativa dei flussi negli elementi delle macchine. Contenuti: Richiami: classificazioni delle macchine ed equazioni fondamentali. Approccio al progetto: soluzione 3-d, approssimazioni 2-d, 1-d e 0-d.; Cenni di fluidodinamica computazionale. Soluzione dei flussi turbolenti. Scale dei fenomeni turbolenti e numeri di Reynolds. La cascata energetica nelle correnti turbolente. Modellazione dei flussi turbolenti. Cenni sull approccio diretto. 5

6 Approccio RANS. Modello k-eps per la chiusura delle equazioni di bilancio; La similitudine nelle macchine a fluido. Punti di funzionamento corrispondenti per macchine simili. Gruppi adimensionali caratteristici delle turbomacchine idrauliche. Il numero di giri specifico. Diagrammi statistici. Gruppi adimensionali per macchine termiche; Cenni sulla teoria alare. Comportamento del profilo isolato: portanza e resistenza. Il distacco della vena fluida ed il fenomeno dello stallo. Messa in schiera dei profili. Caratteristiche delle schiere; Macchine idrauliche operatrici. Richiami sul lavoro di palettatura e lavoro utile; perdite e rendimenti; correzione di Pfleiderer. Curve caratteristiche dimensionali e adimensionali. Diagrammi statistici. Calcolo del numero di stadi. Cavitazione ed altezza di aspirazione. Dimensionamento di una pompa radiale; Macchine termiche motrici. Diagrammi statistici. Triangoli delle velocità reali: fattori di riduzione delle velocità, correlazione di Vavra. Termodinamica dello stadio. Rendimenti di stadio. Coefficiente di pressione ottimale. La teoria dell'equilibrio radiale e tecniche di svergolamento delle pale. Cenni sulle perdite energetiche. Correlazione di Soderberg. Richiami sulla gasdinamica degli ugelli. Condizioni critiche. Comportamento in fuoriprogetto. Curve caratteristiche. Dimensionamento di una turbina a vapore parzializzata. Macchine motrici idrauliche. Richiami sull'architettura delle macchine. Perdite e rendimenti. Curve caratteristiche. Diagrammi statistici e campi di applicazioni. Cavitazione ed altezza di aspirazione. Cenni sul dimensionamento del diffusore. Dimensionamento di una turbina a grande passo di palettatura; Macchine termiche operatrici.compressori assiali: teoria elementare dello stadio. Approccio bidimensionale. Cenni sulle perdite nei compressori. Cenni sul comportamento in fuori progetto: stallo e pompaggio. Curve caratteristiche. Dimensionamento di massima dello stadio di un compressore assiale. Richiami sui motori a combustione interna. Il ricambio della carica nei motori alternativi 4 tempi e 2 tempi. Effetti quasi-stazionari che influenzano il coefficiente di riempimento. Effetti dinamici nei motori 4 tempi. Dimensionamento di condotti di aspirazione. Propedeuticità consigliate: nessuna. Modalità di accertamento del profitto: Correzione di un elaborato progettuale ed esame orale. Modulo: Progettazione assistita di strutture meccaniche SSD: ING-IND/14 CFU: 9 Ore di: Lezione: 31 Esercitazione: 70 Laboratorio: Obiettivi formativi: Il corso si propone di fornire agli allievi gli strumenti di calcolo numerico assistito al cacolatore per l analisi delle sollecitazioni e la progettazione meccanica attraverso la comprensione delle strategie numeriche per i principali problemi dell ingegneria meccancia e l addestramento all uso del codice di calcolo commerciale MSC.MARC Contenuti: Introduzione ai metodi numerici: metodi di interpolazione, integrazione numerica, derivazione numerica, risoluzione di sistemi lineari e non lineari, risoluzione di equazioni differenziali. Metodo agli elementi finiti: fondamenti teorici, formulazione dei principali elementi, schemi di calcolo per problemi lineari e non lineari. Addestramento all'uso del codice FEM MSC.MARC: analisi delle sollecitazioni, esempi di calcolo in regime elastico lineare, contatto e tying, esempi di modellazione costitutiva, analisi in regime elastoplastico. Problematiche di integrità strutturale: calcolo del SIF e di G attraverso il metodo del virtual crack extension, uso del metodo dell integrale di dominio per problemi elasto-plastici. Verifica delle soluzioni ed integrazione con i manuali di progettazione ( ASME Sec. VIII, Div. 3, e R6). Esempi di problemi temomeccanici: il problema termico, modellazione costitutiva dei materiali, accoppiamento termico+meccanico. Calcolo a creep. Realizzazione di un progetto. Propedeuticità obbligatorie: Costruzione di macchine II. Propedeuticità consigliate: Modalità di accertamento del profitto: Colloquio orale e discussioni del progetto. 6

7 Modulo: Affidabilità e sicurezza SSD: ING-IND/14 CFU: 9 Ore di:lezione: 61 Esercitazione: 21 Laboratorio: 0 Obiettivi formativi: Il corso si propone di fornire gli strumenti per la stima, la verifica e il miglioramento dell affidabilità del prodotto. Un ampio numero di esempi esplicativi sono proposti con l obiettivo di sviluppare un adeguata confidenza nell utilizzo e la gestione di metodologie per una corretta progettazione. Contenuti: Cenni sulle modalità di cedimento dei materiali. Affidabilità nella progettazione meccanica. Affidabilità e inaffidabilità, densità di probabilità, tasso di guasto. Curve Bathtub. Tempo di missione, affidabilità condizionata. Elementi di statistica descrittiva, distribuzione Normale, Esponenziale e di Weibull; livello di confidenza e Median Rank. Affidabiltà dei sistemi complessi: serie, parallelo, "stand-by". Teorema di Bayes. Misura e analisi dell'affidabilità: metodi di campionamento. Periodo ottimale di Burn-in. Modello di Gompertz per la previsione di crescita dell'affidabilità. Introduzione alla FMEA e alla FMECA. Albero dei guasti. Tecniche di progettazione probabilistiche. Prove accelerate di durata. Specifiche, Concept e Architettura di Prodotto. Progettazione in sicurezza - Direttiva macchine. Propedeuticità consigliate: Modalità di accertamento del profitto: prova scritta e colloquio orale. Modulo: Tecnologia Meccanica II SSD: ING-IND/16 CFU: 9 Ore di: Lezione:44 Esercitazione:36 Laboratorio: Obiettivi formativi: Il modulo si propone di fornire le conoscenze necessarie per analizzare criticamente i processi di lavorazione basati, principalmente, sulla deformazione plastica. Al termine del modulo l'allievo, anche con l ausilio di un software basato sul metodo agli elementi finiti, sarà in grado di operare valutazioni, tecnologicamente corrette, sui processi, le macchine e le attrezzature e determinare i parametri di lavoro necessari per la realizzazione di semplici prodotti. Contenuti: Cenni sulla deformazione plastica di una struttura cristallina e sulle prove di trazionecompressione-torsione per la caratterizzazione meccanica dei materiali metallici. Teoria della plasticità: richiami di meccanica del corpo continuo, criteri di plasticizzazione, specializzazione delle equazioni in campo plastico. Metodi per la soluzione di problemi di deformazione plastica dei metalli. Il metodo agli elementi finiti (FEM). Classificazione delle lavorazioni per deformazione plastica. Tecniche di lavorazione per deformazione plastica massive: lo stampaggio, la laminazione, la trafilatura, l'estrusione. Per ogni lavorazione verrà fornita una descrizione generale del processo ed inoltre saranno esaminati anche mediante l ausilio di un software basato sul FEM: lo stato di sforzo e di deformazione, le forze e il lavoro necessarie per eseguire la lavorazione, utensili e materiali, difetti di lavorazione. Le lavorazioni per deformazione plastica della lamiera: la tranciatura, la piegatura, l'imbutitura, l'idroformatura, la formatura superplastica. Per ogni lavorazione verrà fornita una descrizione generale del processo e le applicazioni principali. Per alcune di esse saranno esaminati mediante FEM: lo stato di sforzo e di deformazione, le forze necessarie per eseguire la lavorazione. Taglio dei metalli per asportazione di truciolo: formazione del truciolo, meccanica del taglio ortogonale. Analisi del processo di taglio ortogonale mediante FEM. Cenni su utensili da taglio ad alta velocità e meccanismi di usura. Ottimizzazione dei processi di lavorazione per asportazione di truciolo. Richiami di fonderia. Criteri di progettazione di pezzi ottenuti per fusione. 7

8 Contenuto delle esercitazioni: il corso prevede esercitazioni numeriche di supporto agli argomenti sviluppati a lezione e l'uso di software dedicato alla progettazione dei processi di lavorazione. Propedeuticità consigliate: Disegno assistito dal calcolatore. Modalità di accertamento del profitto: L esame consta di una prova orale. Modulo: Progettazione e Gestione degli Impianti Industriali SSD: ING-IND/17 CFU: 9 Ore di: Lezione: 60 Esercitazione: 20 Laboratorio: 10 Obiettivi formativi: Il corso è volto a fornire i fondamenti metodologici per la progettazione e la gestione degli impianti industriali analizzando problematiche di tipo tecnico, economico, esaminando i principi alla base di una corretta manutenzione e fornendo i principi generali della prevenzione nell ambiente di lavoro, esaminandone e definendone i relativi fattori di rischio degli impianti stessi. Contenuti: Introduzione al corso. Impiego della programmazione lineare per ottimizzare le risorse produttive: Introduzione ai problemi di ottimizzazione. Problemi di ottimizzazione. Funzioni non vincolate. Funzioni vincolari. Problemi di programmazione lineare Impostazione di un modello di programmazione lineare. Metodo grafico. Determinazione del valore MAX della funzione obiettivo. Determinazione del valore MIN della funzione obiettivo. Analisi di alcuni casi particolari: infinite soluzioni ottime, soluzione ottima illimitata, soluzione ottima inesistente; massimo finito con variabili non limitate. Algoritmo del simplesso. Tecniche per la gestione e il controllo di un progetto: Il processo di pianificazione: il project management. Il brainstorming. Il meeting. La negoziazione. Ruolo del project manager e quality manager nella gestione dei progetti. Ciclo di vita di un progetto. Strumenti e tecniche per la pianificazione il controllo dei progetti. WBS (Work Breakdown Structure). OBS (Organization Breakdown Structure). RAM (Responsibility Assignment Matrix). Tecniche di scheduling. Il diagramma di Gantt. Il PERT deterministico o CPM (Critical Path Method). Il PERT probabilistico. Il PERT costi. Strumenti sftware (WinProject). Linee di Produzione: Bilanciamento delle linee di produzione: metodo di Kottas- Lau. Programmazione operativa della produzione. Modelli di scheduling. Sistema monostadio: metodo delle priorità, metodo SPT. Sistema composto da due macchine e da più macchine. Sicurezza e Manutenzione: L approccio dell ingegneria alla sicurezza: definizione dei rischi; determinazione ed identificazione dei fattori di rischio; gli eventi di rischio negli impianti industriali; criteri utilizzati per l individuazione dei rischi. Il progetto di sicurezza di un impianto industriale. Le basi legislative della sicurezza. La prevenzione degli infortuni e l igiene sul lavoro: linee guida per la valutazione dei rischi; i soggetti della prevenzione. Analisi dei principali rischi. Il Documento di valutazione rischi. I Costi della sicurezza. Elementi di manutenzione degli impianti industriali. Meccanismi e cause di guasto. Costi della manutenzione. Politiche di manutenzione. Normativa per la manutenzione. Impiego della simulazione nella progettazione e gestione degli impianti industriali. Decision Making e sistemi decisionali multicriterio: Il processo decisionale: tecniche di decision making e di problem solving. I modelli decisionali ed i sistemi di supporto decisionale (DSS). I Metodi decisionali multi attributo (Analytical Hierachy Process Analytic Network Process). Propedeuticità obbligatorie: Propedeuticità consigliate: Modalità di accertamento del profitto: Prova scritta ed orale. Modulo: Impianti termotecnici 8

9 SSD: ING-IND/10 CFU: 9 Ore di: Lezione: 46 Esercitazione: 40 Laboratorio: 4 Obiettivi formativi: Scopo del corso è dare agli allievi ingegneri una conoscenza tecnicaprogettuale attinente all esteso campo degli impianti termotecnici ad uso industriale e civile. Partendo dall esame del microclima richiesto e dall analisi dei carichi termici ed igrometrici in gioco, vengono illustrati i vari tipi di impianto ed i criteri di scelta da un punto di vista energetico ed economico per una ottimizzazione e razionalizzazione impiantistica. Vengono inoltre illustrate le problematiche e le metodologie di progettazione degli impianti di condizionamento nei sistemi di trasporto. È prevista una parte esercitativa in cui le nozioni apprese vengono utilizzate nella progettazione di un certo numero di elaborati progettuali. Contenuti: I componenti negli impianti di riscaldamento; le perdite di carico nei condotti; le reti di distribuzione dell'acqua; il bilanciamento delle reti idrauliche; il benessere termoigrometrico; le condizioni di progetto; la verifica termoigrometrica; il bilancio di energia sull'involucro edilizio; misura delle proprietà termofisiche dei componenti edilizi; DLgs 192 e 311 e successive integrazioni (Parametri di stima del fabbisofno energetico); esercitazione numerica sul dimensionamento di un impianto di riscaldamento; i diffusori negli impianti termici; centrali termiche: aspetti progettuali e normativi; impianti di climatizzazione: principi generali; carichi termici estivi; impianti di climatizzazione a tutt'aria: regime estivo, regime invernale; impianti di climatizzazione misti aria-acqua: regime estivo, regime invernale; scelta e dimensionamento dei ventilconvettori; impianti idronici: aspetti progettuali ed impiantistici; regolazione batterie di scambio termico; reti aerauliche: dimensionamento; terminali aeraulici: scelta e dimensionamento; centrali termo-frogorifere: aspetti normativi e progettuali. Propedeuticità consigliate: Modalità di accertamento del profitto: Esame orale con presentazione e discussione di progetti sviluppati durante il corso. Modulo: Metodologie metallurgiche e metallografiche SSD: ING-IND/21 CFU: 9 Ore di: Lezione: 20 Esercitazione: 6 Laboratorio: 70 Obiettivi formativi: Scopo del corso è quello di approfondire le modalità di degenerazione delle superfici metalliche, con una particolare attenzione alle modalità sperimentali con le quali questa degenerazione viene quantificata. Vengono approfonditi sperimentalmente alcuni processi di protezione superficiale (zincatura, nichelatura) e le principali problematiche relative ai processi di saldatura. Contenuti: Analisi dell influenza della microstruttura sui risultati delle prove elettrochimiche negli acciai inossidabili; Zincatura a caldo (procedure, e caratterizzazione meccanica e micro strutturale delle superfici zincate); Nichelatura chimica; Analisi delle morfologia di frattura al microscopio elettronico a scansione; Metallurgia della saldatura: realizzazione di giunzioni di saldatura in leghe ferrose ed analisi metallografica del risultato ottenuto Propedeuticità obbligatorie: Metallurgia II. Propedeuticità consigliate: Modalità di accertamento del profitto: prova orale Modulo: Corrosione e protezione dei materiali SSD: ING-IND/22 CFU: 9 tipo c 9

10 Ore di: Lezione: 50 Esercitazione: 11 Laboratorio: 18 Obiettivi formativi: Il modulo si prefigge l'obiettivo di fornire gli strumenti per la comprensione della corrosione elettrochimica dei materiali metallici, sia di tipo generalizzato che di tipo localizzato, con accenno alle forme di degrado delle altre categorie di materiali. Saranno altresì esaminate le tecniche a disposizione dell ingegnere per contenere le problematiche connesse alla corrosione. Contenuti: Costi della corrosione. Misura della corrosione: velocità ed intensità della corrosione. Richiami di elettrochimica: anodo, catodo e potenziale elettrochimico. Serie dei potenziali Red-Ox. Termodinamica della corrosione: diagrammi di Pourbaix. Cinetica della corrosione: leggi di Faraday; fenomeni di polarizzazione di elettrodo e sovratensione. Equazione di Butler-Volmer e sue forme approssimate. Diagrammi di Evans. Teoria del potenziale misto e potenziale di corrosione. Misura del potenziale di corrosione. Morfologia della corrosione: corrosione uniforme e misura della velocità di corrosione uniforme con tecniche ponderali e tecniche elettrochimiche. Forme di corrosione localizzata: corrosione galvanica, interstiziale, per pitting, integranulare. Corrosione sotto sforzo. Corrosione negli ambienti naturali: acque dolci, acqua di mare, terreno, atmosfera. Ossidazione alle alte temperature: diagrammi di Ellingham. Metodi di protezione attivi e passivi dalla corrosione. Protezione catodica: principi di funzionamento e impianti utilizzabili: anodi galvanici e correnti impresse. Dimensionamento di impianti di protezione catodica. Monitoraggio della protezone catodica. Protezione anodica; principio di funzionamento e problematiche applicative. Protezione dalla corrosione mediante strati protettivi: rivestimenti metallici, rivestimenti inorganici non metallici e rivestimenti organici. Inibitori della corrosione. Propedeuticità consigliate: Metallurgia II. Modalità di accertamento del profitto: prova orale Modulo: Meccanica computazionale delle strutture SSD: ICAR/08 CFU: 9 Ore di: Lezione: 40 Esercitazione: 41 Laboratorio: Obiettivi formativi: Il corso di Meccanica Computazionale delle Strutture ha la finalità di fornire agli studenti la capacità di sviluppare ed utilizzare tecniche numeriche per l analisi di mezzi continui e di strutture tramite l utilizzo di strumenti di calcolo elettronici. Lo studente acquisirà la capacità di sviluppare codici di calcolo personali e, quindi, di utilizzare con sicurezza codici di calcolo commerciali, in quanto avrà conoscenza della logica di funzionamento di tali strumenti di calcolo. Il corso deve considerarsi di grande interesse per l ingegnere progettista che intenda affrontare problemi del calcolo automatico. Contenuti: I metodi numeri per la soluzione di problemi ingegneristici. Il metodo delle differenze finite. Il problema assiale e flessionale della trave. Formulazioni variazionali. Formulazione debole. Il metodo degli elementi finiti. Approccio via energia potenziale. Il problema della trave inflessa. Modello di trave senza e con deformazione a taglio. Elasticità bidimensionale. Elementi triangolari. Funzioni di forma. Elementi rettangolari. Famiglia Lagrangiana. Famiglia Serendipity. Assemblaggio di sottostrutture. Elementi 3D. Integrazione numerica. Trasformazione di coordinate. Integrazione numerica 1D - 2D - 3D. Tensioni piane e deformazioni piane. Elementi finiti piani. Modelli di piastra inflessa. Problemi di locking. Patch test e stima dell errore. Norme dell errore e velocità di convergenza. Algoritmi solutori per problemi non lineari. Propedeuticità consigliate: Modalità di accertamento del profitto: prova orale 10

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