ECTS - University of Pisa
Il corso ha lo scopo di fornire agli allievi una cultura di base relativa alle tematiche legate ai materiali ed alle loro proprietà fondamentali. Il corso ha, inoltre, l'obiettivo di fornire allo studente una panoramica su metodi e criteri di selezione razionale dei materiali per applicazioni di design industriale.
The course aims at providing students with basic education concerning issues related to materials and their fundamental properties. The course also aims to provide the student with an overview of methods and criteria for the selection of materials for industrial design applications.
Per l'accertamento delle conoscenze saranno svolte delle esercitazioni in itinere sotto la supervisione del docente. La verifica finale delle conoscenze sarà oggetto della valutazione di un elaborato scritto e di un colloquio orale.
In order to verify the knowledge acquired by the students, on-going exercises will be carried out under the supervision of the professor. The final assessment of knowledge will be subject to the evaluation of a written test and an oral interview.
Al termine del corso lo studente acquisirà capacità legate alla conoscenza delle proprietà fondamentali dei materiali ed al loro utilizzo come fattore determinante nei processi di selezione dei materiali per il progetto. Lo studente acquisirà, inoltre, conoscenze riferite alle diverse classi di materiali e sarà capace di individuare ed evidenziare gli aspetti distintivi e critici per ciascuna di esse.
At the end of the course, the student will acquire skills related to the knowledge of the fundamental properties of materials and their use as a determining factor in the materials' selection processes. The student will also acquire knowledge related to the different classes of materials and will be able to identify and highlight the distinctive and critical aspects for each of them.
Non sono richiesti prerequisiti per la frequenza dell'insegnamento.
There are no prerequisites for attending the course.
Lezioni frontali con ausilio di slide, esercitazioni in aula, eventuali prove in itinere, utilizzo della pagina e-learn del corso per il download del materiale didattico prodotto dal docente.
Lectures with the aid of slides, classroom exercises, any ongoing tests, use of the e-learn page of the course to download the teaching material produced by the professor.
- Introduzione al corso
- Introduzione ai materiali, classificazione e selezione, materiali e design
- Fondamenti per il calcolo delle sollecitazioni: forza, momento equazioni fondamentali della statica, reazioni vincolari
- Tipologie di sforzi e deformazioni: trazione, compressione, flessione
- Rigidezza e Modulo Elastico, densità, peso
- Plasticità, snervamento, duttilità
- Frattura, tenacità e fatica - Attrito ed usura
- Materiali e calore, dipendenza delle proprietà dei materiali dalla temperatura; conduttori, semiconduttori e isolanti
- Durabilità e corrosione
- Metalli (caratteristiche generali, celle unitarie, sistemi cristallini, difetti del reticolo, tecniche di rafforzamento, leghe ferrose, leghe non ferrose, leghe leggere, processi di lavorazione)
- Ceramici (caratteristiche generali, struttura dei ceramici, comportamento meccanico, difetti del reticolo, abrasivi, refrattari, ceramici avanzati, processi di lavorazione)
- Vetri (caratteristiche generali, tecniche di rafforzamento, processi di lavorazione)
- Polimeri (caratteristiche generali, struttura dei polimeri, polimeri amorfi e semicristallini, termoplastici e termoindurenti, comportamento meccanico dei polimeri, tecniche di rafforzamento, elastomeri, additivi, polimeri di uso comune, processi di lavorazione)
- Compositi (caratteristiche generali, compositi naturali, compositi particolati e fibro-rinforzati, compositi strutturali, processi di lavorazione)
- Metodi ed esercizi per la selezione dei materiali per il progetto, utilizzo di software e database specifici per la selezione dei materiali
- Introduction to the course
- Introduction to materials, classification and selection, materials and design
- Fundamentals for stress calculation: force, moment, fundamental equations of statics, constraint reactions
- Types of stresses and deformations: traction, compression, bending - Stiffness and Elastic Modulus, density, weight
- Plasticity, yield, ductility
- Fracture, toughness and fatigue - Friction and wear
- Materials and heat, the dependence of material properties on temperature; conductors, semiconductors and insulators
- Durability and corrosion
- Metals (general characteristics, unit cells, crystalline systems, lattice defects, strengthening techniques, ferrous alloys, non-ferrous alloys, light alloys, manufacturing processes)
- Ceramics (general characteristics, structure of ceramics, mechanical behavior, lattice defects, abrasives, refractories, advanced ceramics, manufacturing processes)
- Glasses (general characteristics, strengthening techniques, manufacturing processes)
- Polymers (general characteristics, the structure of polymers, amorphous and semicrystalline, thermoplastic and thermosetting polymers, mechanical behavior of polymers, strengthening techniques, elastomers, additives, commonly used polymers, manufacturing processes)
- Composites (general characteristics, natural composites, particulate and fiber-reinforced composites, structural composites, manufacturing processes)
- Methods and exercises for the selection of materials for the project, use of specific software and databases for materials' selection
- Materiali per il Design a cura di Barbara Del Curto, Claudia Marano, Maria Pia Pedeferri
- Materiali. Dalla scienza alla progettazione ingegneristica di Micheal F. Ashby, Hugh Shercliff, David Cebon
- Scienza ed Ingegneria dei Materiali di Callister William D., David G. Rethwisch
- Materiali per il Design, Barbara Del Curto, Claudia Marano, Maria Pia Pedeferri
- Materiali. Dalla scienza alla progettazione ingegneristica, Micheal F. Ashby, Hugh Shercliff, David Cebon
- Scienza ed Ingegneria dei Materiali, Callister William D., David G. Rethwisch
L'esame finale consiste in una prova scritta. Gli studenti che superano la prova scritta, verranno ammessi al colloquio orale.
The final exam consists of a written test. Students who pass the written test will be admitted to the oral exam.
