ITALIANO

Il corso tratta una introduzione alla Meccanica del Continuo ed alla teoria della trave, allo scopo di fornire allo studente le nozioni teoriche propedeutiche necessarie per comprendere e sviluppare autonomamente un’attività progettuale di massima di semplici elementi strutturali ed organi di macchina.

Mechanics of Materials, 8th Edition, McGraw-Hill.

Fondamenti di Costruzione di Macchine, 2a ed., McGraw-Hill.

Appunti e slide delle lezioni messi a disposizione dal docente.

Testi specifici per studenti stranieri/erasmus: il primo testo suggerito è disponibile sia nella versione in Italiano sia nella versione in Inglese

Gli obiettivi formativi sono declinabili attraverso i descrittori di Dublino.
- Conoscenza e capacità di comprensione: lo studente acquisisce le basi teoriche della meccanica dei solidi e della progettazione strutturale, comprendendo la modellazione dei carichi, dei vincoli e dei materiali, nonché le principali sollecitazioni agenti sugli elementi meccanici.
- Capacità di applicare conoscenza e comprensione: lo studente deve saper analizzare semplici elementi strutturali e organi di macchina soggetti a sforzo normale, taglio, torsione, flessione, instabilità e carichi variabili, impostando correttamente le verifiche di resistenza e di sicurezza.
- Autonomia di giudizio: lo studente deve essere in grado di interpretare criticamente i risultati delle analisi strutturali, valutando il ruolo delle ipotesi semplificative e scegliendo il criterio di verifica più appropriato in funzione del problema e del materiale.
- Abilità comunicative: lo studente deve saper esporre con linguaggio tecnico appropriato i concetti fondamentali del corso, descrivendo le relazioni tra modello meccanico, stato tensionale, criteri di resistenza e comportamento strutturale.
- Capacità di apprendimento: al termine del corso lo studente deve possedere gli strumenti di base per approfondire in autonomia lo studio del comportamento meccanico dei componenti e delle verifiche strutturali in ambito progettuale.

Analisi matematica e fisica.
Sono utili conoscenze di base di statica e geometria delle sezioni.

Lezioni frontali da 2h ciascuna sui diversi temi della materia accompagnate da esercitazioni in aula sull'applicazione delle conoscenze acquisite.
Viaggi di istruzione NO
Lavoro in gruppo di studio SI

L’esame prevede una prova scritta, valutata in termini di idoneità/non idoneità, e una successiva prova orale accessibile agli studenti che abbiano superato lo scritto. La verifica è finalizzata ad accertare la comprensione dei fondamenti teorici del corso, la capacità di applicare metodi e relazioni della meccanica dei solidi alla risoluzione di esercizi e la padronanza nell’interpretazione dei risultati delle verifiche strutturali.

Le slide utilizzate a lezione e il materiale di supporto sono resi disponibili dal docente. La frequenza è consigliata al fine di rendere più efficace la preparazione e agevolare il superamento dell’esame.
Materiali di supporto online SI
Slides usate dal docente caricate su Teams dell’insegnamento SI
Attività di tutorato NO
Insegnamento mutuato NO

Il corso è finalizzato a fornire allo studente le conoscenze fondamentali per l’analisi e la progettazione preliminare di semplici elementi strutturali e organi di macchina, attraverso lo studio del comportamento meccanico dei materiali, delle principali sollecitazioni e dei criteri di verifica della resistenza. Gli argomenti trattati sono accompagnati da esercizi in aula e applicazioni numeriche finalizzate alla comprensione dei modelli meccanici e delle procedure di calcolo.

1. Modellazione della geometria, dei carichi, dei vincoli e del materiale – 10 ore
Modellazione geometrica; modellazione dei carichi sulla struttura; richiami di algebra vettoriale; equilibrio statico del corpo rigido; modellazione dei vincoli; modellazione del materiale; prova di trazione; comportamento di materiali fragili e duttili; esercizi in aula sugli aspetti introduttivi della modellazione meccanica.

2. Trazione, compressione e taglio – 8 ore
Concetti di tensione e deformazione; sforzo assiale; distribuzione delle tensioni normali; deformazione assiale; comportamento di elementi sollecitati a trazione, compressione e taglio; applicazioni ed esercizi in aula sul calcolo delle tensioni e delle deformazioni in semplici componenti strutturali.

3. Torsione – 4 ore
Torsione di alberi circolari; momento torcente; distribuzione delle tensioni tangenziali; deformazioni torsionali; torsione di sezioni assialsimmetriche; esercizi in aula su alberi soggetti a momento torcente e verifica delle tensioni tangenziali.

4. Flessione – 8 ore
Flessione pura; flessione dovuta a carichi trasversali; momento flettente; deformazioni flessionali; superficie neutra; distribuzione delle tensioni normali da flessione; sovrapposizione degli effetti tensionali; esercizi in aula sul tracciamento dei diagrammi e sulla verifica di travi inflesse.

5. Instabilità – 4 ore
Concetto di equilibrio stabile e instabile; instabilità elastica ed elastoplastica; instabilità geometrica per biforcazione; instabilità Euleriana delle aste compresse; carico critico; esercizi in aula su semplici casi di verifica dell’instabilità.

6. Telai e strutture iperstatiche – 4 ore
Cenni sulla risoluzione di telai e strutture iperstatiche; analisi cinematica; calcolo delle reazioni vincolari; diagrammi di sforzo normale, taglio e momento; esercizi in aula su semplici schemi strutturali piani.

7. Stati di tensione, tensioni principali, cerchi di Mohr e criteri di resistenza – 6 ore
Condizioni di equilibrio elementare; equazioni di Cauchy; stati di tensione piani e triassiali; direzioni e tensioni principali; cerchi di Mohr; criteri di resistenza; esercizi in aula sulla trasformazione delle tensioni e sulla verifica secondo i principali criteri di cedimento.

8. Fatica e meccanica della frattura – 4 ore
Introduzione alla fatica; meccanismi di innesco e propagazione della cricca; meccanica della frattura; curve di Wohler; fattori che influenzano la vita a fatica; effetto della tensione media; fattore di intaglio; coefficiente di sicurezza; esercizi in aula su semplici verifiche a fatica

Seminari NO

Italian

The course provides an introduction to Continuum Mechanics and beam theory to equip students with the theoretical fundamentals necessary to independently understand and develop preliminary designs of simple structural elements and machine parts.

Mechanics of Materials, 8th Edition, McGraw-Hill.

Fondamenti di Costruzione di Macchine, 2a ed., McGraw-Hill.

Lecture notes and course slides provided by the instructor.

Books for foreign/erasmus students: the first suggested book is available both in italian and English language.

The intended learning outcomes are defined in accordance with the so-called Dublin Descriptors.
- Knowledge and understanding: students will acquire the theoretical foundations of solid mechanics and structural design, including the modelling of loads, constraints, and materials, as well as the principal stress states acting on mechanical components.
- Applying knowledge and understanding: students are expected to be able to analyse simple structural elements and machine components subjected to axial load, shear, torsion, bending, instability, and variable loading, and to carry out the corresponding strength and safety verifications correctly.
- Making judgements: students should be able to critically interpret the results of structural analyses, assessing the role of simplifying assumptions and selecting the most appropriate verification criterion according to the problem and the material under consideration.
- Communication skills: students should be able to present the fundamental concepts of the course using appropriate technical language, and to explain the relationships between the mechanical model, the stress state, the failure criteria, and the structural response.
- Learning skills: at the end of the course, students should possess the basic tools required to pursue further independent study of the mechanical behaviour of components and of structural verification methods in the context of mechanical design.

Mathematics and Physics. Basic knowledge of statics and section geometry is recommended.

Frontal lessons of 2 hours each on the different topics of the subject accompanied by exercises in the classroom on the application of the knowledge acquired.
Educational trips NO
Team study YES

The assessment consists of a written test, evaluated on a pass/fail basis, followed by an oral examination open only to students who have passed the written test. The assessment is designed to verify the student’s understanding of the theoretical foundations of the course, the ability to apply methods and relationships of solid mechanics to the solution of exercises, and proficiency in interpreting the results of structural verifications.

The slides used during the lectures and the supporting teaching materials are made available by the instructor. Attendance is recommended in order to make preparation more effective and to facilitate successful completion of the examination.
Support material online YES
Slides used by the teacher on Teams YES
Tutoring NO
Class replicated NO

The course is designed to provide students with the fundamental knowledge required for the analysis and preliminary design of simple structural elements and machine components, through the study of the mechanical behaviour of materials, the main types of loading, and strength verification criteria. The topics covered are accompanied by in-class exercises and numerical applications aimed at developing an understanding of mechanical models and calculation procedures.

1. Modelling of geometry, loads, constraints, and materials – 10 hours
Geometrical modelling; modelling of loads acting on structures; review of vector algebra; static equilibrium of rigid bodies; modelling of constraints; material modelling; tensile testing; behaviour of brittle and ductile materials; in-class exercises on the introductory aspects of mechanical modelling.

2. Tension, compression, and shear – 8 hours
Concepts of stress and strain; axial loading; distribution of normal stresses; axial deformation; behaviour of elements subjected to tension, compression, and shear; applications and in-class exercises on the calculation of stresses and strains in simple structural components.

3. Torsion – 4 hours
Torsion of circular shafts; torque; distribution of shear stresses; torsional deformations; torsion of axisymmetric sections; in-class exercises on shafts subjected to torque and on the verification of shear stresses.

4. Bending – 8 hours
Pure bending; bending due to transverse loads; bending moment; bending deformations; neutral axis; distribution of normal stresses due to bending; superposition of stress effects; in-class exercises on diagram plotting and on the verification of beams under bending.

5. Instability – 4 hours
Concepts of stable and unstable equilibrium; elastic and elastoplastic instability; geometric instability by bifurcation; Euler buckling of compressed members; critical load; in-class exercises on simple instability verification problems.

6. Frames and statically indeterminate structures – 4 hours
Introductory treatment of frames and statically indeterminate structures; kinematic analysis; calculation of support reactions; axial force, shear force, and bending moment diagrams; in-class exercises on simple plane structural schemes.

7. States of stress, principal stresses, Mohr’s circles, and failure criteria – 6 hours
Elementary equilibrium conditions; Cauchy equations; plane and triaxial stress states; principal directions and principal stresses; Mohr’s circles; failure criteria; in-class exercises on stress transformation and verification according to the main failure criteria.

8. Fatigue and fracture mechanics – 4 hours
Introduction to fatigue; crack initiation and propagation mechanisms; fracture mechanics; Wohler curves; factors affecting fatigue life; mean stress effect; notch factor; safety factor; in-class exercises on basic fatigue verification problems.

Seminars NO