Guida degli insegnamenti

Syllabus

Partially translatedTradotto parzialmente
[51306] - AFFIDABILITA' E SICUREZZA DELLE COSTRUZIONI MECCANICHERELIABILITY AND SAFETY OF MECHANICAL SYSTEMS
Marco ROSSI
Lingua di erogazione: ITALIANOLessons taught in: ITALIAN
Laurea Magistrale - [IM09] INGEGNERIA MECCANICA (Curriculum: TERMOMECCANICO) Master Degree (2 years) - [IM09] MECHANICAL ENGINEERING (Curriculum: TERMOMECCANICO)
Anno di corsoDegree programme year : 2 - Primo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2020-2021
Anno regolamentoAnno regolamento: 2019-2020
Obbligatorio
Crediti: 9
Ore di lezioneTeaching hours: 72
TipologiaType: B - Caratterizzante
Settore disciplinareAcademic discipline: ING-IND/14 - PROGETTAZIONE MECCANICA E COSTRUZIONE DI MACCHINE

LINGUA INSEGNAMENTO LANGUAGE

Italiano

Italian


PREREQUISITI PREREQUISITES

Nessuno

None


MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DEL CORSO DEVELOPMENT OF THE COURSE

Lezioni di teoria: 50 ore
Esercizi: 22 ore

Theory: 50 hours
Exercises: 22 hours


RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI LEARNING OUTCOMES
Conoscenze e comprensione.

L'insegnamento permette agli studenti di acquisire conoscenze per valutare criticamente un progetto meccanico in termini di affidabilità e analisi del rischio. Tali conoscenze andranno a completare la formazione tecnica di base per la figura professionale dell'ingegnere, facendo acquisire allo studente nozioni estremamente importanti nel campo meccanico, presenti in gran parte delle problematiche tecnico scientifiche dei diversi settori che stanno alla base delle applicazioni ingegneristiche e della progettazione meccanica. Inoltre le conoscenze ricevute sull'affidabilità e la sicurezza di componenti meccanici permetteranno anche di interfacciarsi con specialisti di aree diverse (elettronica, informatica, economia) che, sotto altri aspetti, devono affrontare problemi simili.


Capacità di applicare conoscenze e comprensione.

Lo studente dovrà essere in grado di dimostrare la capacità di scegliere e applicare appropriati metodi analitici e di modellazione, basati sull'analisi matematica e numerica, al fine di simulare al meglio il comportamento di componenti e impianti in termini di affidabilità e sicurezza. Tale capacità verrà valutata sulla base di una serie di abilità professionalizzanti che lo studente dovrà avere, quali la capacità approfondita di scegliere e utilizzare strumenti, procedure e metodi appropriati, conoscendone i limiti e le potenzialità; essere in grado risolvere, durante esercitazioni, problemi pratici reali di interesse ingegneristico presi dalla pratica industriale corrente; essere in grado di valutare in termini di sicurezza e affidabilità sistemi ed apparati anche di elevata complessità funzionale, tenendo conto di implicazioni relative anche ad aspetti ambientali, economici ed etici


Competenze trasversali.

La risoluzione di esercizi sulla base di dati ingegneristici presi dalla pratica industriale corrente, contribuirà a migliorare la capacità dello studente di fare scelte autonome e consapevoli durante la propria attività professionale, valutando correttamente l'efficacia e l'efficienza di ogni possibile scelta progettuale, e, in particolare, stimandone i rischi per la sicurezza e verificandone il rispetto delle normative


Knowledge and Understanding.

The course enables students to acquire knowledge to critically evaluate a mechanical design in terms of reliability and risk analysis. This knowledge will complement the basic technical education for the engineer's professional role, providing the student with extremely important notions in the mechanical field, notions that are present in most of the scientific and technical problems in the various areas that are the basis of engineering applications and mechanics. In addition, the knowledge received on reliability and safety of mechanical systems will allow the student to interact with specialists from different areas (electronics, computer science, economics) that, under different conditions, face similar problems


Capacity to apply Knowledge and Understanding.

The student needs to demonstrate the ability of selecting and applying suitable analytical and modelling methods, based on the mathematical analysis and numerical methods, in order to simulate the behaviour of components and systems in terms of reliability and safety. This capacity will be evaluated on the basis of a series of vocational skills that the student must have. For instance, the ability of selecting and use tools, procedures and appropriate methods, knowing the limits and potentials of each. During the course, the student is required to solve real practical problems of engineering interest, taken by the current industrial practice. He must be able to assess, in terms of safety and reliability, systems that can also have a high functional complexity, taking into account the implications related to environment, economics and ethics


Transversal Skills.

The solution of exercises based on engineering data taken from the current industrial practice will improve the student's ability to make independent and informed decisions during his/her professional activities, assessing the effectiveness and efficiency of each possible design choice, and, in particular, estimating the risks for safety and verifying the compliance with the current regulations



PROGRAMMA PROGRAM

Il corso si divide in tre parti: 1. Metodi probabilistici e statistici: funzioni di guasto (funzione gaussiana, funzione di Weibull, funzione esponenziale, ecc.), funzione di affidabilità, tasso di guasto, MTBF. Interpolazione di dati sperimentali. stima dei parametri. Reti di affidabilità per sistemi meccanici complessi. 2. Progettazione meccanica tramite metodi affidabilitstici. Studio di alcuni elementi strutturali di interesse (serbatoi, piastre, ecc). Scelta del coefficiente di sicurezza in base a considerazioni probabilistiche. Metodi per aumentare l’affidabilità: selezione dei componenti, collaudo, derating, ridondanza. FMEA e FMECA: esempi di stesura delle tabelle per organi meccanici di semplice funzionamento. Albero dei guasti. Analisi DOE. 3. Nozioni sulla regolamentazione della sicurezza e dell'affidabilità nelle aziende.

The course is divided into three parts: 1. probabilistic and statistical methods: failure functions (Gaussian function, Weibull function, exponential function, etc.), reliability function, failure rate, MTBF. Interpolation of the experimental data, parameter estimation. Reliability of complex mechanical systems. 2. Mechanical design through probabilistic methods. Study of components of interest (vessels, plates, etc.). Choice of the safety factor based on probabilistic considerations. Methods to increase reliability: component selection, testing, derating, redundancy. FMEA and FMECA: examples of preparation of the tables to simple operation of mechanical organs. Fault tree analysis. Design of Experiments. 3. Understanding the regulation of safety and reliability in the industry.


MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DELL'ESAME DEVELOPMENT OF THE EXAMINATION
Modalità di valutazione dell'apprendimento.

la valutazione del livello di apprendimento sarà effettuato tramite due prove:
- uno scritto in cui lo studente dovrà dimostrare di conoscere gli strumenti dell'affidabilità delle costruzioni meccaniche e saperli applicare a casi di interesse ingegneristico
- un orale in cui verranno discussi gli argomenti del corso e sarà valutato il grado di conoscenza della materia tramite una o due domande.
- Durante il corso si svolgeranno delle prove in itinere valutate che potranno dare un bonus (massimo 3 punti) sul voto finale.


Criteri di valutazione dell'apprendimento.

lo studente verrà valutato sulla comprensione di problematiche legate all'affidabilità e alla sicurezza delle costruzioni meccaniche. Nella prova scritta dovrà dimostrare di conoscere e saper applicare i vari tipi di distribuzioni statistiche usate in campo affidabilistico e dovrà essere in grado di risolvere problemi di progettazione meccanica in modo probabilistico. Nella prova orale dovrà dimostrare di conoscere gli argomenti del corso e saper fare ragionamenti critici. La valutazione massima sarà data se, oltre ad aver superato brillantemente lo scritto, lo studente dimostrerà una padronanza completa della materia che non si limiti alla semplice memorizzazione degli argomenti.


Criteri di misurazione dell'apprendimento.

Il voto è attribuito in trentesimi, con possibilità di lode.


Criteri di attribuzione del voto finale.

Il voto finale sarà determinato in trentesimi sulla base principalmente del voto della prova scritta che rappresenta la prova più importante. La prova scritta è valutata in trentesimi e per poter superare l'esame è necessario ottenere almeno un punteggio di 18. Al voto dello scritto saranno aggiunti (o tolti) fino a 3 punti sulla base della prova orale e altri punti (max 3) sulla base delle prove in itinere svolte durante il corso. Se la valutazione totale dovesse superare il 30 verrà assegnata la lode.


Learning Evaluation Methods.

the learning evaluation will be assessed by two tests:
- A written test, in which the student must demonstrate knowledge of the tools for studying the reliability of mechanical systems and know how to apply in actual engineering cases.
- An oral exam where the topics of the course will be discussed in order to evaluate the level of knowledge of the subject.
- During the course, some partial tests will take place that will give a bonus (maximum 3 points) to the final grade.


Learning Evaluation Criteria.

the student will be evaluated on the understanding of issues related to the reliability and safety of mechanical systems. In the written exam, he must demonstrate a good knowledge of the studied statistical distributions and he must be able to solve mechanical engineering problems using probabilistic tools. In the oral examination, the student must know the topics described in the course and be able to do critical thinking. The highest vote will be given if, in addition to having successfully passed the exam, the student will demonstrate a complete mastery of the subject, that is not limited to the simple memorization of the topics.


Learning Measurement Criteria.

A thirty-points scale is used for grading, possibly "cum laude"


Final Mark Allocation Criteria.

The final mark will be determined mainly on the basis of the results of the written test, which represents the most important part. In order to pass the exam it is necessary to obtain at least a score of 18 out of 30 in the written exam. Afterwards, up to 3 points will be added (or removed) on the basis of the oral test and other points (max 3) will be added according to the partial tests carried out during the course.
If the total evaluation exceeds 30, "30 cum laude" will be assigned.



TESTI CONSIGLIATI RECOMMENDED READING

Stefano Beretta, "Affidabilità delle costruzioni meccaniche", springer 2009
https://learn.univpm.it

Stefano Beretta, "Affidabilità delle costruzioni meccaniche", springer 2009
https://learn.univpm.it


Scheda insegnamento erogato nell’A.A. 2020-2021
Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento.
Academic year 2020-2021

 


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