Syllabus Costruzione di macchine

1) Analisi cinematica delle strutture

Spiegare cosa si intende con schematizzazione strutturale. Spiegare cosa si intende per grado di vincolo, cosa sono i vincoli ideali e le tipologie di vincoli più diffuse.

Schematizzazione strutturale: molti componenti meccanici possono essere schematizzati come una trave piana o un sistema di travi piane (struttura piana).

Le travi sono collegate tra loro e al resto del mondo con degli elementi di collegamento (saldature, bulloni, cuscinetti, guide, sedi rigide) che sono modellati con delle condizioni di vincolo.

Grado di vincolo: sono i gradi di libertà della trave impediti dalle condizioni di vincolo. Esistono 2 categorie di vincolo:

• Vincolo esterno: se collega la trave all'ambiente esterno;
• Vincolo interno: se collega due o più travi.

Il numero di gradi di libertà (movimenti) che il vincolo impedisce prende il nome di gradi di vincolo.

Vincoli ideali:

• Sono privi di attrito e quindi capaci di consentire senza alcuna restrizione i movimenti a cui non si oppongono;
• Non cedevoli e quindi capaci di inibire completamente i movimenti ai quali si oppongono.

I vincoli, impedendo spostamenti e rotazioni, trasmettono alla trave delle forze o dei momenti che sono dette reazioni vincolari.

Principali tipologie di vincolo

• Cerniera fissa (vincolo esterno): impedisce le traslazioni nel punto di applicazione.
• Incastro a terra (vincolo esterno): impedisce tutte le traslazioni e la rotazione.
• Carrello a terra (vincolo esterno): impedisce alla trave di traslare in direzione ortogonale al piano di scorrimento.
• Bipendolo (vincolo esterno): impedisce alla trave di traslare in direzione ortogonale al piano di scorrimento e di ruotare.
• Cerniera interna (vincolo interno): impedisce la traslazione relativa tra i tronchi di trave che collega.

1) Analisi cinematica delle strutture

Spiegare cosa si intende con schematizzazione strutturale. Spiegare cosa si intende per grado di vincolo, cosa sono i vincoli ideali e le tipologie di vincoli più diffuse.

Schematizzazione strutturale: molti componenti meccanici possono essere schematizzati come una trave piana o un sistema di travi piane (struttura piana).

Le travi sono collegate tra loro e al resto del mondo con degli elementi di collegamento (saldature, bulloni, cuscinetti, guide, sedi rigide) che sono modellati con delle condizioni di vincolo.

Grado di vincolo: sono i gradi di libertà della trave impediti dalle condizioni di vincolo. Esistono 2 categorie di vincolo:

• Vincolo esterno: se collega la trave all'ambiente esterno;
• Vincolo interno: se collega due o più travi.

Il numero di gradi di libertà (movimenti) che il vincolo impedisce prende il nome di gradi di vincolo.

Vincoli ideali:

• Sono privi di attrito e quindi capaci di consentire senza alcuna restrizione i movimenti a cui non si oppongono;
• Non cedevoli e quindi capaci di inibire completamente i movimenti ai quali si oppongono.

I vincoli, impedendo spostamenti e rotazioni, trasmettono alla trave delle forze o dei momenti che sono dette reazioni vincolari.

Principali tipologie di vincolo

• Cerniera fissa (vincolo esterno): impedisce le traslazioni nel punto di applicazione.
• Incastro a terra (vincolo esterno): impedisce tutte le traslazioni e la rotazione.
• Carrello a terra (vincolo esterno): impedisce alla trave di traslare in direzione ortogonale al piano di scorrimento.
• Bipendolo (vincolo esterno): impedisce alla trave di traslare in direzione ortogonale al piano di scorrimento e di ruotare.
• Cerniera interna (vincolo interno): impedisce la traslazione relativa tra i tronchi di trave che collega.

2) Analisi cinematica delle strutture

Spiegare cosa si intende per strutture ipostatiche, isostatiche ed iperstatiche. Spiegare le possibili metodologie di risoluzione di una struttura isostatica.

Strutture ipostatiche, isostatiche, iperstatiche

• Se p_d > p_v -> struttura ipostatica: esempio:
• Se p_d = p_v -> trave isostatica: esempio:
• Se p_d < p_v -> trave iperstatica: esempio:

Per 3 travi unite avremo:

Risoluzioni travi e struttura

• Si cancellano i vincoli presenti nella struttura sostituendoli con le reazioni vincolari che essi sono in grado di esercitare (con un verso arbitrario).
• Per ogni trave si scrivono le equazioni di equilibrio della statica.
• Le soluzioni del sistema così ottenuto rappresentano reazioni vincolari incognite (si disegna lo schema del corpo libero).

Metodo di risoluzione generale

È un metodo formalmente corretto. Nel caso di strutture costituite da un numero elevato di travi è molto laborioso (si devono risolvere un numero di equazioni pari a 3 volte il numero di travi). In molti casi, per semp