Costruzioni di macchine I

Obiettivo

Valutare il comportamento strutturale delle strutture meccaniche. Valutare la resistenza e la rigidezza (si deformano in che modo?) (si rompono se soggette a carico).

Metodi

1. Analisi strutturale
   • Analitica
   • Numerica (calcolatrice)
   • Sperimentale

Procedimento o fasi

1. Realtà
2. Schema di calcolo (Teoria della Trave)
3. Azioni interne (N, H, T, M_x)
4. Calcolo (σ, τ)
5. Verifiche strutturali
   • Resistenza
   • Rigidezza

Esempio: Semimanubrio di una bici

Lo devo schematizzare, non considero le pinze e le viti. Trascuriamo F_t perché in genere è F_x a dare più problemi. Da questo schema non sono in grado di verificare la resistenza e rigidezza dei collegamenti. Analizzo i comportamenti della trave a e b. L’obiettivo è quello di resistenza statica e dinamica; rigidezza. I dati sono: geometria (a, b, φ_x, φ_y, φ_z diametro dei tubi. Forze, momenti (σ_x), coefficiente di sicurezza (η).

A questo punto devo dimensionare la struttura e il componente meccanico:

• Dati: {σ_x, b, τ, σ_y, φ_z}
• σ_amm: { ... }

E poi fare una verifica strutturale:

• Dati: { ... }
• σ_amm: { ... }

Teoria della Trave

Fibra tesa. Vediamo alcuni esempi di struttura isostatica. Obiettivo: Valutare il comportamento strutturale delle strutture meccaniche. Valutare la resistenza e la rigidezza (si deforma) in che modo? Si rompe, Non se soggetto a carico.

Metodi

1. Analisi strutturale
   • Analitici
   • Numerici (calcolatrice)
   • Sperimentali

Procedimento o fasi

1. Realtà
2. Schema di calcolo (teorema della trave)
3. Azioni interne (N, H, T, M)
4. Calcolo (σ, ε)
5. Verifiche strutturali
   • Resistenza
   • Rigidezza

Esempio: Semimanubrio di una bici

Lo devo schematizzare, non considero le pinze e la sollecitazione: Tassuco F₁ perché in genere è F₁ a dare più problemi. Da questo schema non sono in grado di verificare la resistenza e rigidezza dei collegamenti. Analizzo i comportamenti della trave a e b. L'obiettivo è quello di resistenza statica e fatica; rigidezza.

I dati sono: geometrica (a, b, φ), φ = diametro dei tubi; forze; materiali (σ); coefficiente di sicurezza (). A questo punto devo dimensionare la struttura:

• Dati: {a, b, Φ, s}
• Sollecitazione: {φ, }

E poi fare una verifica strutturale:

• Dati: {σ, a, b, φ, , , s}
• Sollecitazione: {σ}

Momento Flettente

M + F = 0. Una coppia di vettori: forza, reciproci e con verso opposto, aventi punti di applicazione in A e in B con d= minimo ed un gbo da imprimere in cui varia la leva, nel mio può di applicazione. Schemo di corpo libero ruotato: FR_F momento flettente: orientare la faccia a sinistra, nel senso che mette il pol in KF. Le fibre tese sono quelle in faccia: Taglio: T - F in modulo portivo da provoca rotazione esterna.

Sforzo Normale

N = 0 positivo se induce trazione negativo se induce compressione

Altro Esempio

• 5kN
• 3m
• Diagrammi...
• 3464kN
• 3kN
• 4kN

Sforzo di Tensione

N = F induce una tensione σ_xx uguale su tutta la trave dobbiamo verificare che σ_xx ≤ σ ammissibile. Sotto azione a trazione la sbarra si allunga di un Δl, ε_xx = Δl/l.

σ_xx = N/A : MPa

Esempio

R = 1000 mm Δ = 1 mm   ε_x = Δ/1000 = 0,01 = 1% = 0,01·10^-6 = 1000 με. La deformazione però in generale non è omogenea per tutti i componenti. Consideriamo un corpo bidimensionale fatto di pasta di Schmetterling e deformiamolo.