COSTRUZIONE DI MACCHINE

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1 Corso di laurea in Ingegneria Gestionale A.A COSTRUZIONE DI MACCHINE Marino Quaresimin i (Michele Zappalorto, Filippo Berto e Paolo Carraro) Marino Quaresimin Costruzione di Macchine - slide 1

2 Obiettivo formativo Fornire i principi del dimensionamento di 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 Marino Quaresimin Costruzione di Macchine - slide 2

3 Argomenti trattati - I Introduzione Metodologia di sviluppo di un progetto/prodotto Analisi iesoluzione di strutture tt isostatiche ti e iperstatiche ti (calcolo l reazioni vincolari e tracciamento diagrammi di sollecitazione) Equazione linea elastica Analisi dello stato di tensione nei componenti meccanici per sollecitazioni semplici (trazione, flessione, taglio e torsione) e composte Richiami di resistenza dei materiali Criteri di resistenza (Tensioni principali e cerchi di Mohr) Dimensionamento e verifica a resistenza statica e a deformabilità Marino Quaresimin Costruzione di Macchine - slide 3

4 Argomenti trattati - II Progettazione a fatica in presenza di storie di carico ad ampiezza costante e introduzione all ampiezza variabile. 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 guasti e del rischio, tecniche FMEA e FTA Seminari su problematiche industriali Marino Quaresimin Costruzione di Macchine - slide 4

5 Attività integrativa - sessioni sperimentali in laboratorio Gruppi di studenti/ durata circa un ora prove di rottura statica a trazione (determinazione delle caratteristiche di resistenza da utilizzare in fase di progettazione) simulazioni di prove di fatica applicazione i di tecniche estensimetriche t i per lamisura di deformazioni e carichi applicazioni di termografia all infrarosso Marino Quaresimin Costruzione di Macchine - slide 5

6 Testi consigliati M.Quaresimin, M.Zappalorto Costruzione di Macchine CLEUP (in stampa) Appunti delle lezioni, copie dei lucidi e dispense integrative Mat. in rete 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 Marino Quaresimin Costruzione di Macchine - slide 6

7 Altri testi in italiano e inglese 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 "Elementi Costruttivi tti i 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 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" Marino Quaresimin Costruzione di Macchine - slide 7

8 Lezioni ed orari Lezioni frontali in aula più 1 sessione integrativa in laboratorio per attività sperimentale ORARIO LEZIONI () Lunedi aula N2 Giovedi Venerdi aula N aula B1 RICEVIMENTO Su appuntamento, orario a breve COMUNICAZIONI Marino Quaresimin Costruzione di Macchine - slide 8

9 ESAME Prova scritta con 2 esercizi e 2 domande aperte (3 ore) Durante la prova scritta è possibile consultare solamente il formulario ufficiale Marino Quaresimin Costruzione di Macchine - slide 9

10 Recapiti MARINO QUARESIMIN Dipartimento di Tecnica e Gestione dei sistemi industriali Università di Padova Stradella S.Nicola 3, Vicenza Tel FAX marino.quaresimin@unipd.it Marino Quaresimin Costruzione di Macchine - slide 10

11 Cosa dobbiamo intendere per Progettazione meccanica? La progettazione di un componente va oltre il concetto di 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! Marino Quaresimin Costruzione di Macchine - slide 11

12 Aspetti gestionali dell area progettazione Gestione delle metodologie e degli strumenti per la progettazione (CAE: CAD, FEM, ) Gestione della documentazione tecnica Progetti Normative e manuali di riferimento per la progettazione Normative di riferimento per la sicurezza dei prodotti (es. DL ) e per la responsabilità civile del produttore (es. DPR ) Normative sulla sicurezza (es. Direttiva Macchine e L ) Riviste tecniche e altro Gestione del Know-How aziendale Integrazione con le altre funzioni aziendali (R&D, Produzione, Manutenzione, Marketing, Amministrazione) Marino Quaresimin Costruzione di Macchine - slide 12

13 Processo di sviluppo 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 Analisi i comparativa di un ventaglio di possibili soluzioni i esintesi i delle migliori soluzioni da analizzare in fase preliminare (con il coinvolgimento molte funzioni aziendali!) Fase di progettazione (dimensionamento e/o verifica) Stesura del progetto preliminare Realizzazione serie prototipale Verifica prestazioni (comportamento e affidabilità) Ottimizzazione finale Marino Quaresimin Costruzione di Macchine - slide 13

14 Engineering design : a materials and processing approach / G.E. Dieter Marino Quaresimin Costruzione di Macchine - slide 14

15 Fattori di rilievo nella progettazione Caratteristiche meccaniche resistenza ai carichi applicati, all'usura, alla corrosione, ecc. rigidezza rumorosità Costo Estetica Funzionalità (manutenibilità) Peso/Ingombro Prestazioni Marino Quaresimin Costruzione di Macchine - slide 15

16 Fase di progettazione Analisi della soluzione preliminare e valutazione dei parametri di 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 Marino Quaresimin Costruzione di Macchine - slide 16

17 Schematizzazione strutturale Metodologia di calcolo Carichi agenti sul componente Sviluppo di un nuovo componente Caratteristiche di resistenza dei materiali impiegati Esigenze normative (Strutturali-Qualità-Sicurezza) Sicurezza) Marino Quaresimin Costruzione di Macchine - slide 17