Insegnamento mutuato da: B030539 - COSTRUZIONI BIOMECCANICHE Laurea Triennale (DM 270/04) in INGEGNERIA BIOMEDICA
Lingua Insegnamento
Italiano
Contenuto del corso
Il corso si propone di fornire le nozioni di base necessarie alla comprensione e alla risoluzione dei problemi strutturali degli organi delle macchine e di attrezzature biomediche. Particolare attenzione è rivolta al comportamento in campo elastico dei materiali e alla definizione dei parametri che descrivono gli sforzi applicati e la resistenza dei materiali.
M.Giglio, M.Gobbi, S.Miccoli, M.Sangirardi:
Costruzione di macchine
McGraw-Hill
Obiettivi Formativi
Il Corso consente agli studenti di sviluppare le conoscenze necessarie per risolvere le problematiche relative alla verifica e alla progettazione strutturale di semplici componenti.
Fornisce anche la conoscenza dei concetti di base della teoria dell'elasticità (tensione, tensioni principali, deformazione, legge di Hook).
Gli argomenti teorici trattati nel corso sono associati a numerosi esempi applicativi, volti ad acquisire gli strumenti operativi e a mostrare il legame tra modelli analitici e strutture reali.
Il corso mutuato di Principi di Progettazione Meccanica si propone di:
a) Fornire la conoscenza degli aspetti chiave della progettazione meccanica nell’ingegneria industriale ed i relativi metodi per quanto riguarda l’aspetto strutturale; comprendere quali siano i metodi di analisi e calcolo più idonei al fine di definire un prodotto e le sue caratteristiche. La schematizzazione di parti e assiemi meccanici, il loro dimensionamento, lo studio del loro comportamento statico e delle interazioni tra componenti sono le aree di conoscenza e comprensione (cc3).
b) Fornire la capacità di scegliere e applicare appropriati metodi analitici, di modellazione e di verifica per progettare e analizzare componenti di macchine. In particolare lo studente sarà in grado di effettuare l’analisi delle caratteristiche dei materiali metallici per la realizzazione dei componenti (ca3).
Al termine del corso, gli studenti (sia meccanici che biomedici) avranno acquisito le conoscenze di base delle proprietà meccaniche dei materiali, unitamente a quelle della teoria dell’elasticità, in relazione alla teoria delle travi.
Gli studenti saranno in grado di eseguire sia la progettazione che la verifica della sicurezza di semplici elementi strutturali sottoposti a diverse configurazioni di carico.
Gli studenti sapranno valutare criticamente i problemi strutturali e saranno in grado di scegliere il metodo più adatto per applicare le conoscenze teoriche a casi reali riguardanti la soluzione di travi in campo elastico.
Gli studenti acquisiranno la capacità di comunicare ed esprimersi in riferimento agli argomenti trattati nel corso.
Inoltre gli studenti dovranno acquisire le seguenti competenze trasversali:
sviluppo di una espressione e discussione
tecnica adeguata di proprie argomentazioni;
rappresentazione e comunicazione grafica (redazione di schemi, grafici e tabelle);
comprensione di norme tecniche.
Prerequisiti
Differenziazione e integrazione delle funzioni elementari, analisi vettoriale, concetto di forza e momento di una forza, equazioni di equilibrio statico.
Metodi Didattici
Lezioni frontali ed esercitazioni in aula.
L'aspetto applicativo è messo in evidenza da un numero significativo di esempi ed esercizi risolti in classe.
Altre Informazioni
Frequenza: facoltativa ma fortemente consigliata
Modalità di verifica apprendimento
L'esame si basa su una prova scritta individuale, seguita da una prova orale consistente in un a discussione dell’elaborato redatto durante la prova scritta. Nel test scritto, allo studente verrà chiesto di risolvere alcuni esercizi dello stesso tipo di quelli svolti in aula durante le lezioni. Inoltre, allo studente viene richiesto di spiegare e giustificare l'applicazione delle particolari tecniche e metodologie utilizzate per ottenere i risultati desiderati.
L’esame ha lo scopo di verificare:
la capacità di comprendere i problemi proposti
la capacità di applicare correttamente le conoscenze teoriche
la possibilità di scegliere, in autonomia di giudizio, metodi di soluzione appropriati ed efficaci tra le possibili alternative
la capacità di eseguire sia la progettazione che la verifica di sicurezza di alcuni semplici componenti.
Programma del corso
Vincoli e gradi di libertà di un sistema. Equilibrio statico. baricentro, momenti di inerzia. Definizione di tensione e deformazione.
Corpi rigidi: tipi di vincolo, strutture statiche determinate e indeterminate, determinazione delle reazioni vincolari.
Valutazione delle forze interne, sforzo normale, taglio, momento flettente, momento torcente. Diagrammi delle caratteristiche delle azioni interne. Valutazione dello stato di sollecitazione e deformazione in alcuni componenti meccanici.
Fondamenti delle proprietà meccaniche dei materiali. Comportamento elastico, cerchio di Mohr, legge di Hook. Materiali utilizzati per componenti meccanici e loro proprietà: prova di trazione, deformazione plastica, incrudimento, fatica e curve di Wöhler, frattura fragile e duttile, durezza, resilienza, tenacità, test unificati per valutare le proprietà meccaniche.
Criteri di resistenza, fattore teorico di intaglio, coefficiente di sicurezza, calcolo di verifica e di progetto. Dimensionamento di alcuni semplici elementi meccanici e biomedici.