PROGETTAZIONE E DISEGNO DI COMPONENTI INDUSTRIALI

Docenti: 
Crediti: 
9
Sede: 
PARMA
Anno accademico di offerta: 
2019/2020
Responsabile della didattica: 
Settore scientifico disciplinare: 
PROGETTAZIONE MECCANICA E COSTRUZIONE DI MACCHINE (ING-IND/14)
Semestre dell'insegnamento: 
Primo Semestre
Lingua di insegnamento: 

ITALIANO

Obiettivi formativi

Progettazione:
Conoscenze e capacità di comprendere:
Alla fine del percorso dell’insegnamento lo studente dovrà aver acquisito le conoscenze di base della meccanica dei corpi elastici deformabili, con particolare riferimento alla teoria tecnica delle travi.
Competenze:
Lo studente dovrà essere in grado di effettuare il progetto e la verifica strutturale di alcuni semplici elementi, con particolare riferimento agli organi di macchine.
Autonomia di giudizio:
Lo studente dovrà possedere gli strumenti per valutare in maniera critica lo stato di sollecitazione di un semplice componente meccanico, e quindi poter stimare se lo stesso sarà in grado o meno di reggere i carichi di esercizio.
Capacità comunicative:
Lo studente dovrà possedere l’abilità di presentare in maniera chiara una relazione tecnica riguardante il dimensionamento di semplici elementi strutturali.
Capacità di apprendimento:
Lo studente dovrà essere in grado di valutare l’adeguatezza o meno della geometria e del materiale di un componente quando sottoposto a carichi di esercizio. Dovrà inoltre essere in grado di individuare alternative in termini di geometria e/o materiale al fine di soddisfare la verifica strutturale le condizioni di esercizio.

Disegno: Conoscenze e capacità di comprendere: capacità di leggere con precisione un disegno tecnico, inclusa la simbologia legata alle lavorazioni meccaniche. Conoscere inoltre i principali organi di collegamento e trasmissione del moto.
Competenze: tracciare, a mano libera o con le squadre da disegno, la messa in tavola di un particolare meccanico desumendola da rilievo o disegno assonometrico. Essere in grado di assegnare le tolleranze e le rugosità in base alla funzionalità del componente.
Autonomia di giudizio: sviluppare un’adeguata autonomia nell'analisi dei sistemi meccanici per la corretta rappresentazione dei suoi componenti.
Capacità comunicative: oltre alla produzione di rappresentazioni grafiche in grado di trasmettere in modo corretto e completo la forma di un semplice componente meccanico, tramite le lezioni frontali e lo studio del materiale didattico indicato, lo studente acquisisce il lessico specifico inerente del disegno meccanico.
Capacità di apprendimento: capacità di lettura di un disegno tecnico e di astrarre nelle 3 dimensioni un solido anche complesso. Capacità di collegare inoltre gli argomenti trattati con discipline affini (ad esempio relazione tra funzionalità di un componente, relativo disegno e metodologia produttiva)

Prerequisiti

E’ fondamentale avere una conoscenza di base di analisi matematica e algebra lineare, e di nozioni fondamentali di fisica.

Contenuti dell'insegnamento

Per la parte di Progettazione, il corso si propone di fornire i fondamenti di scienza delle costruzioni e progettazione di componenti meccanici. Si farà inizialmente accenno alle più importanti proprietà meccaniche dei materiali più utilizzanti in campo industriale. A seguire sarà oggetto di studio la risoluzione di travi isostatiche. Si passerà quindi alla definizione delle azioni interne ed allo studio della geometria delle aree. Questi due ultimi argomenti saranno propedeutici per la successiva fase di calcolo delle tensioni in solidi a trave.
Tutto quanto visto in precedenza, sarà sfruttato per poter condurre la verifica di semplici componenti meccanici attraverso la definizione di criteri di resistenza e coefficiente di sicurezza.
Per la parte di Disegno il corso si propone di fornire allo studente le nozioni fondamentali del disegno tecnico industriale. I contenuti proposti nel corso riguardano inizialmente le basi del disegno meccanico, le proiezioni ortogonali di corpi semplici e complessi, le sezioni e le proiezioni assonometriche. Saranno poi trattati argomenti più specifici quali la lettura e la disposizione di quote geometriche nel disegno tecnico, le rugosità e le tolleranze dimensionali e geometriche in base alla funzionalità dei componenti oggetto di studio. Infine saranno illustrate le principali tipologie di collegamenti fissi e scioglibili con particolare attenzione a collegamenti filettati, collegamenti saldati e collegamenti necessari per la trasmissione del moto. Durante tutto il corso, alle lezioni frontali, saranno fatte seguire esercitazioni pratiche sugli argomenti fino ad allora trattati.

Programma esteso

Il programma del corso è il seguente:
Progettazione:
P1. Principi di base della meccanica. Equazioni cardinali della statica. Introduzione ai materiali di maggiore utilizzo. Legame elastico lineare.
P2. Vincoli, Diagrammi di corpo libero, ricerca delle reazioni vincolari
P3. Diagrammi delle azioni interne di travi.
P4. Geometria delle aree
P5. Tensioni Generate dalle azioni interne
P6. Stato di sollecitazione e Criteri di resistenza per materiali duttili e fragili.
P7. Processo di verifica di un componente

Disegno:
D1. Principi Base del disegno
D2. Metodi di Rappresentazione
D3. Sezioni
D4. Quotatura
D5. Tolleranze Dimensionali
D6. Rugosità e tolleranze geometriche
D7. Collegamenti Filettati
D8. Organi per la trasmissione del moto
D9. Collegamenti Saldati
L’aspetto applicativo è curato attraverso l’introduzione di un notevole numero di esempi ed esercizi risolti in aula.

Bibliografia

Le diapositive proiettate durante il corso in formato PDF e tutto il materiale impiegato durante le lezioni e le esercitazioni sono resi disponili agli studenti mediante la piattaforma Elly. Per poter scaricare il materiale iscriversi su Elly al corso PROGETTAZIONE E DISEGNO DI COMPONENTI INDUSTRIALI.
In aggiunta al materiale condiviso, lo studente può approfondire personalmente alcuni argomenti affrontati durante il corso facendo riferimento ai seguenti testi:
Per la parte di progettazione:
1. C. Comi, L. Corradi Dell’Acqua – Introduzione alla Meccanica strutturale – McGraw Hill
2. F.P. Beer, E.R. Johnston, J.T. De Wolf, D.F. Mazurek – Meccanica dei Solidi – McGraw Hill

Per la parte di disegno:
1. M. Carfagni, R. Furferi, L. Governi, Y. Volpe - Esercizi di disegno meccanico. Zanichelli
2. Manfè, Pozza, Scarato. Disegno meccanico. (3 volumi), Principato.
3. Caligaris, Fava, Tomasello, "Dal progetto al prodotto", (3 volumi), Paravia

Metodi didattici

Le attività didattiche saranno condotte mediante lezioni frontali in aula seguite da esercitazioni. Durante le lezioni frontali saranno illustrati gli argomenti del corso, sia dal punto di vista teorico che con degli esempi pratici. Nell’esercitazione a seguire saranno proposti elaborati inerenti alle tematiche precedentemente illustrate, che dovranno essere svolti dagli studenti. Nel caso in cui il tempo fornito per svolgere l'esercitazione in classe non fosse sufficiente al completamento dell'esercitazione stessa da parte dello studente, è richiesto di completare l'esercitazione a casa.

Modalità verifica apprendimento

La verifica scritta è costituita da:
- Quesito 1: esecuzione di disegno tecnico di due componenti da ricavare dalla messa in tavola di un piccolo assieme. Oltre alla semplice rappresentazione grafica mediante le proiezioni ortogonali è necessario indicare quote, rugosità e tolleranze che garantiscano la funzionalità del componente
- Quesito 2: esercizio di progettazione in cui viene assegnato un problema di costruzione di macchine e se ne richiede lo svolgimento per la verifica della struttura per il calcolo del coefficiente di sicurezza
- Quesito 3: domanda sulla parte di teoria trattata nel corso.
Lo scritto viene valutato con un voto da 0 a 30, risultate dalla media pesata dei singoli quesiti, in cui il peso dei quesiti è rispettivamente 0.46 / 0.36 / 0.18.
Gli esiti dello scritto sono pubblicati su esse3, indicativamente entro 3/5 giorni dallo scritto. Tutti gli studenti che non hanno superato lo scritto possono visionare l’esame, previo appuntamento con il docente.
Lo scritto è superato ed è possibile verbalizzare direttamente l’esame se il voto è maggiore o uguale di 18/30.
In caso di voto allo scritto maggiore o uguale a 16/30 è possibile accedere all’orale, che può portare ad un miglioramento o ad un peggioramento del voto dello scritto.
Lo scritto può dare accesso solo all’orale immediatamente successivo.
L’orale può essere sostenuto solo entro la data indicata su esse3 (non può essere posticipato rispetto a tale data)