Scheda programma d'esame
MACHINE DESIGN
PAOLA FORTE
Academic year2017/18
CourseENERGY ENGINEERING
Code332II
Credits9
PeriodSemester 2
LanguageItalian

ModulesAreaTypeHoursTeacher(s)
COSTRUZIONE DI MACCHINEING-IND/14LEZIONI90
PAOLA FORTE unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

Lo studente che completa con successo questo corso sarà in grado di dimostrare una conoscenza intermedia della meccanica dei solidi elastici (componenti assialsimmetrici) e della meccanica dei materiali (fenomeni di fatica, frattura e creep). Lo studente sarà in grado di verificare la resistenza meccanica e la durata delle parti strutturali principali di una macchina e di recipienti in pressione, giunti e componenti, utilizzando semplici strumenti analitici e più complessi programmi ad elementi finiti (livello base) e applicare correttamente le principali norme tecniche.

Knowledge

The student who successfully completes this course will be able to demonstrate an intermediate knowledge of the mechanics of elastic solids (axisymmetric components) and of the mechanics of materials (fatigue, fracture, and creep failure phenomena). The student will be able to verify the mechanical resistance and durability of the main structural parts of a machine and pressure vessels, joints and components, using simple analytical tools as well as more complex finite element numerical software (basic level) and apply correctly the main technical standards.

Modalità di verifica delle conoscenze

Lo studente deve dimostrare, nella prova scritta e orale, la capacità di affrontare un problema di valutazione della resistenza e della durabilità dei componenti della macchina, organizzare una strategia di soluzione efficace, mettere in pratica, con consapevolezza critica, le procedure analitiche illustrate dall'insegnante e applicate durante il corso. Deve anche dimostrare la capacità di applicare linee guida e criteri per progettare un semplice dispositivo meccanico o una struttura con la produzione di una relazione scritta.

Assessment criteria of knowledge

The student must demonstrate, in the written and oral exam, the ability to approach a problem of strength and durability assessment of machine components, organise an effective solution strategy, putting into practice, with critical awareness, the analytical procedures illustrated by the teacher and applied during the course. He must also demonstrate the ability to apply guidelines and criteria to design a simple mechanical device or structure producing a written report.

 

Capacità

Alla fine del corso:

  • Gli studenti sapranno come utilizzare il software ANSYS APDL per semplici analisi strutturali
  • Gli studenti saranno in grado di presentare, in una relazione scritta, i risultati della loro attività di progetto
Skills

By the end of the course:

  • Students will know how to use ANSYS APDL software for simple structural analysis
  • Students will be able to present, in a written report the results of their project activity 
Modalità di verifica delle capacità
  • Gli studenti dovranno preparare e presentare una relazione scritta che documenta i risultati della loro attività di progetto e dell'analisi strutturale di un componente eseguita con il software ANSYS APDL
Assessment criteria of skills
  • Students will have to prepare and present a written report that documents the results of their project activity and of the structural analysis of one component carried out with ANSYS APDL software
Comportamenti
  • Gli studenti acquisiranno una consapevolezza dei problemi di progettazione
  • Gli studenti saranno in grado di lavorare in gruppo per sviluppare un progetto
Behaviors
  • Students will acquire an awareness of design issues
  • Students will be able to work in a team to develop a project
Modalità di verifica dei comportamenti
  • L'attività di progetto dimostrerà l'acquisizione della consapevolezza dei problemi di progettazione.
  • La presentazione e discussione finale del lavoro di progetto da parte dei membri del team dimostrerà come ciascuno ha contribuito al risultato.
Assessment criteria of behaviors
  • The project activity will demonstrate the acquisition of design issues awareness.
  • The final presentation and discussion of the project work by the team members will demonstrate how each has contributed to the outcome.
Indicazioni metodologiche

 Modalità di insegnamento:

  • lezioni frontali con l'ausilio, quando necessario, di slides
  • esercitazioni in classe
  • lavoro di laboratorio (guidato da codocente) in aula informatica
  • ricevimenti individuali o collettivi per chiarimenti
  • un lavoro di progetto di gruppo finalizzato ad un elaborato scritto
  • prove intermedie

 

Teaching methods
  • lectures with the visual aid, when necessary, of slides
  • classroom exercises
  • laboratory work in the computer lab guided by teacher's assistant
  • individual or group meetings for additional explanations
  • a team project work aimed at a written project
  • intermediate tests
Programma (contenuti dell'insegnamento)

Principi fondamentali e linee guida della progettazione. Tensioni e deformazioni nei cilindri a pareti spesse e gusci assisimmetrici. Comportamento del materiale e cedimento: carico ciclico e fatica, meccanica della frattura lineare elastica, creep, danni superficiali, fenomeni e metodi analitici per la previsione della durata. Il metodo degli elementi finiti applicato a problemi bidimensionali e tridimensionali di analisi statica strutturale e termica. Resistenza meccanica e verifica della durabilità dei principali componenti di macchina: giunti bullonati e saldati, alberi, cuscinetti. Fondamenti di dinamica dei rotori.

Syllabus

Basic design priciples and guidelines. Stresses and strains in thick-walled cylinders and axysimmetric shells. Material behavior and failure: cyclic loading and fatigue, linear elastic fracture mechanics, creep, surface damage, phenomena and analytical methods for life prediction. The finite element method applied to two and three dimensional problems of static structural and thermal analysis. Mechanical resistance and durability verification of principal machine components: bolted and welded joints, shafts, bearings. Fundamentals of rotor dynamics.

Bibliografia e materiale didattico

1) Antonio De Paulis, Enrico Manfredi, Costruzione di macchine,Criteri di base e applicazioni principali, 2012, pp. 464, Ed. Pearson, ISBN 9788871927831

2) V.I. Feodosev, Resistenza dei materiali, Editori Riuniti, 1977

Ulteriore bibliografia verrà suggerita.

Bibliography

Required reading:

1) Antonio De Paulis, Enrico Manfredi, Costruzione di macchine,Criteri di base e applicazioni principali, 2012, pp. 464, Ed. Pearson, ISBN 9788871927831

2) V.I. Feodosev, Resistenza dei materiali, Editori Riuniti, 1977

Further bibliography will be indicated

Modalità d'esame
  • Prova scritta finale (fino a 4 esercizi)
  • Prova orale finale
  • Due prove scritte intermedie (sostituiscono l'esame scritto e orale finale)
  • Relazione di progetto

Ulteriori informazioni:
Il voto finale è composto dalla somma pesata di prova scritta finale 40%, prova orale finale 27%, relazione di progetto 33%.

Assessment methods
  • Final written exam (up to 4 exercises)
  • Final oral exam
  • Two periodic written tests (replace final written and oral exam)
  • Design report

Further information:
The final mark is composed by those of the final written exam 40%, the final oral exam 27%, the design report 33%.

Updated: 24/06/2018 10:00