Guida degli insegnamenti
Syllabus
Partially translatedTradotto parzialmente
Marco ROSSI
Lingua di erogazione: INGLESELessons taught in: ENGLISH
Laurea Magistrale - [IM15] GREEN INDUSTRIAL ENGINEERING Master Degree (2 years) - [IM15] GREEN INDUSTRIAL ENGINEERING
Dipartimento: [040004] Dipartimento Ingegneria Industriale e Scienze MatematicheDepartment: [040004] Dipartimento Ingegneria Industriale e Scienze Matematiche
Anno di corsoDegree programme year : 1 - Secondo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2023-2024
Anno regolamentoAnno regolamento: 2023-2024
Obbligatorio
Crediti: 9
Ore di lezioneTeaching hours: 72
TipologiaType: C - Affine/Integrativa
Settore disciplinareAcademic discipline: ING-IND/14 - PROGETTAZIONE MECCANICA E COSTRUZIONE DI MACCHINE
Inglese
Enghish
PREREQUISITI PREREQ 3800 Sì Chimica, Fisica. Statica dei corpi rigidi e deformabili. Dinamica dei corpi rigidi, forze, momenti, energia e potenza. Concetti di tensione e deformazione; comportamento elastico dei materiali.
Chemistry, Physics. Statics of rigid and deformable bodies. Dynamics of rigid bodies, forces, moments, energy and power. Concepts of stress and strain; elastic behavior of materials.
MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DEL CORSO METODI_DID 3800 Sì Il corso consiste in 72 ore di lezione così suddivise:
• 54 lezioni di teoria
• 18 di esercitazione
The course consists of 72 hours of class lectures, divided as the following:
• 54 hours of theory
• 18 hours of exercises
L’insegnamento consente di acquisire conoscenze sui principali criteri per la scelta, la verifica e il dimensionamento di soluzioni costruttive di sistemi e componenti meccanici utilizzati negli impianti per la produzione e trasformazione di energia. Inoltre, il corso fornisce le conoscenze di base sulle più importanti proprietà meccaniche da tenere in considerazione per i materiali impiegati nelle strutture per l’energia.
Tali conoscenze andranno a completare la formazione tecnica per la figura professionale dell'ingegnere energetico, affinché egli possieda le basi per valutare il comportamento meccanico dei materiali e delle strutture per l’energia.
Capacità di applicare conoscenze e comprensione.
Al termine del corso, lo studente, grazie anche ad attività svolte in lavori di gruppo, sarà in grado di:
• individuare soluzioni costruttive idonee a raggiungere le prestazioni attese, sia utilizzando architetture consolidate sia introducendo elementi di innovazione
• utilizzare tecniche e strumenti appropriati per risolvere problemi ingegneristici che riguardino l’analisi e il progetto strutturale di componenti di macchine o di sistemi per l’energia
• identificare e applicare il metodo di calcolo più adatto per l’analisi e il dimensionamento di alcuni organi di macchina, anche con scelte da catalogo ove possibile
• scegliere appropriatamente i materiali più idonei in relazione alle prestazioni meccaniche desiderate.
Competenze trasversali.
Competenze trasversali OBIETT_FORM_03 1000 Sì Le esercitazioni e le discussioni su problemi strutturali svolte nel corso contribuiscono a migliorare sia la capacità di selezione delle informazioni rilevanti, sia il grado di autonomia di giudizio. Inoltre, lo studente esercita la capacità di comunicare informazioni, idee e soluzioni con adeguata proprietà di linguaggio tecnico.
Knowledge and Understanding.
The course allows to acquire knowledge on the main criteria for selecting, verifying and designing construction solutions for mechanical systems and components used in plants for the production and transformation of energy. In addition, the course provides with basic knowledge on the most important mechanical properties to be taken into consideration for the materials used in energy structures.
This knowledge will complement the technical training for the professional figure of the energy engineer, so that he has the basics to evaluate the mechanical behavior of energy materials and structures.
Capacity to apply Knowledge and Understanding.
At the end of the course, the student, thanks also to activities carried out in group work, will be able to:
• identify suitable construction solutions to achieve the expected performance, both using consolidated architectures and introducing elements of innovation
• use appropriate techniques and tools to solve engineering problems concerning the analysis and structural design of machine components or energy systems
• identify and apply the most suitable calculation method for the analysis and design of some machine parts, even with choices from the catalog when possible
• appropriately choose the most suitable materials in relation to the desired mechanical performance
Transversal Skills.
The exercises and discussions on structural problems carried out during the course contribute to improving both the ability to select relevant information and the degree of independent judgment. Furthermore, the student exercises the ability to communicate information, ideas and solutions with adequate technical language.
PRIMA PARTE: Componenti di impianti e sistemi per l’energia
1) Alberi, fattori di intaglio, verifica e dimensionamento a fatica
2) Cuscinetti volventi, tipologie costruttive, calcolo a durata
3) Problemi assialsimmetrici: dischi e cilindri rotanti, recipienti in pressione, teoria di Mariotte per piccoli spessori, formule per grandi spessori
4) Collegamenti bullonati, principi generali, verifica e dimensionamento, calcolo della coppia di serraggio
5) Saldature, prove di qualifica e classi di saldatura, metodi di calcolo
6) Esempi vari di progettazione e verifica con utilizzo di norme tecniche
SECONDA PARTE: Materiali per l’industria energetica
7) Danneggiamento; cumulo del danno da fatica; metodi di conteggio dei cicli; diagrammi delle eccedenze e delle occorrenze; cenni sulla fatica oligociclica.
8) Meccanica della frattura lineare elastica, approccio energetico e basato sulle tensioni; modi di rottura e fattore di forma; legge di Paris della propagazione stabile.
9) Carichi termici, creep, test accelerati, parametro di Larson-Miller, legge di Norton.
PART ONE: Components of energy plants and systems
1) Shafts, notch factors, verification and fatigue design
2) Rolling bearings, construction types, life cycle calculation
3) Axial symmetric problems: rotating discs and cylinders, pressure vessels, Mariotte's theory for small thicknesses, formulas for large thicknesses
4) Bolted connections, general principles, verification and design, calculation of the tightening torque
5) Welds, qualification tests and welding classes, calculation methods
6) Various examples of design and verification with use of technical standards
PART TWO: Materials for the energy industry
7) Damage; accumulation of fatigue damage; cycle counting methods; surplus and occurrence diagrams; notes on oligocyclic fatigue.
8) Mechanics of linear elastic fracture, energetic and stress-based approach; breaking modes and form factor; Paris law of stable propagation.
9) Thermal loads, creep, accelerated tests, Larson-Miller parameter, Norton's law.
La valutazione avviene tramite prova scritta e orale, da sostenere nello stesso appello.
Nella prova scritta, lo studente deve affrontare problemi di progetto o verifica strutturale su componenti o semplici sistemi meccanici, con l'ausilio di metodologie, modelli e strumenti matematici illustrati durante le lezioni.
Nella prova orale allo studente si chiede di esporre i principali concetti e le basi teoriche illustrate nel corso.
Criteri di valutazione dell'apprendimento.
Per superare con esito positivo l’esame, lo studente deve dimostrare attraverso le prove prima descritte, di aver acquisito le competenze di base sugli tutti gli argomenti del corso, dai metodi e procedure per il calcolo e dimensionamento dei componenti, anche secondo normativa, alle sollecitazioni, deformazioni, e danneggiamenti che possono riguardare i materiali impiegati nell’ingegneria energetica.
Nella prova d'esame scritta lo studente deve dimostrare di saper utilizzare le metodologie, ed applicare i modelli e gli strumenti propri della progettazione meccanica strutturale. Nella prova orale, lo studente deve dimostrare capacità di giudicare, selezionare, sintetizzare ed esporre con chiarezza le idee ed i concetti presentati durante le lezioni.
Criteri di misurazione dell'apprendimento.
Il voto sarà assegnato in trentesimi, con possibilità di lode. La votazione minima per passare l’esame è 18/30.
Criteri di attribuzione del voto finale.
La valutazione delle prove sarà effettuata sulla base dei seguenti indicatori: completezza, chiarezza, correttezza. La lode verrà assegnata agli studenti che sapranno dimostrare ottima padronanza di linguaggio, capacità di esposizione scritta o orale, un utilizzo appropriato della terminologia ingegneristica.
Learning Evaluation Methods.
The evaluation takes place through a written and oral test, to be taken in the same session.
In the written test, the student has to face problems of design or structural verification on components or simple mechanical systems, with the aid of methodologies, models and mathematical tools illustrated during the lessons.
In the oral exam the student is asked to explain the main concepts and theoretical foundations illustrated in the course.
Learning Evaluation Criteria.
To pass the exam, the student must demonstrate through the tests described above, that he has acquired the basic skills on all the topics of the course, from the methods and procedures for the calculation and design of the components, also according to technical standards, to the stresses, deformations, and damage that may affect the materials used in energy engineering.
In the written exam, the student must demonstrate that he is able to use the methodologies, and apply the models and tools of mechanical structural design. In the oral exam, the student must demonstrate the ability to judge, select, synthesize and clearly present the ideas and concepts presented during the lessons.
Learning Measurement Criteria.
The final vote will be assigned with a score in the scale of 30, with the opportunity to award a praise for the best students. Minimum vote to pass the exam is 18/30. a vote ranging between 0-30
Final Mark Allocation Criteria.
The evaluation of the tests will be carried out on the basis of the following indicators: completeness, clarity, correctness. Honors will be awarded to students who will be able to demonstrate excellent command of language, written or oral exposure skills, an appropriate use of engineering terminology.
1) Failure of Materials in mechanical design – Collins;
2) Shigley, Progetto e costruzione di macchine. McGraw-Hill Education
3) Appunti e slides delle lezioni (https://learn.univpm.it);
1) Failure of Materials in mechanical design – Collins;
2) Shigley, Progetto e costruzione di macchine. McGraw-Hill Education
3) Appunti e slides delle lezioni (https://learn.univpm.it);
no
no
Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento. Academic year 2023-2024
Università Politecnica delle Marche
P.zza Roma 22, 60121 Ancona
Tel (+39) 071.220.1, Fax (+39) 071.220.2324
P.I. 00382520427