Set domande aperte Elementi costruttivi delle macchine

1. Parlare del concetto di danno, dei modi danneggiamento e farne una classificazione

Qualsiasi cambiamento in dimensione, forma o proprietà meccaniche di una struttura, macchina o

componente che rende questo incapace di compiere in modo soddisfacente la funzione designata

Agenti che inducono danno:

forza:Stazionaria,Transitoria ,Ciclica ,random

temperatura:Stazionaria,Transitoria ,Ciclica ,Random

tempo: Molto breve ,Breve ,Lungo

Ambiente reattivo: chimico, nucleare

Classificazione del danno



Deformazione / Tensione elastica (indotte da carichi statici o dinamici,indotte da dilatazioni

 

termiche Superamento del limite elastico - deformazione permanente Collasso plastico

   

Rottura duttile o fragile Eccessiva pressione superficiale Fatica ad alto numero di cicli

      

oligociclica termica dovuta ad impatto Corrosione Usura adesiva abrasiva

  

Scorrimento viscoso - Creep tempo lungo temperature medio alte tempo breve (stress

  

rupture) altissime temperature rilassamento termico Shock meccanico - Impatto Fretting

  

Shock termico Buckling - Instabilità elastica / elastoplastica Danneggiamento da radiazione

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2.Corpo rigido, vincoli e gradi di libertà

Un corpo rigido è un oggetto costituito da infiniti punti materiali che non cambiano le loro posizioni

relative, cioè le distanze tra tutti i punti del corpo restano invariate. Un corpo rigido nello spazio ha

6 gradi di libertà, che possono essere individuati come tre traslazioni e tre rotazioni Se consideriamo

il caso, frequente in meccanica, dove il corpo rigido è vincolato a muoversi in un piano, si parla di

corpo rigido piano In questo caso il corpo rigido ha 3 gradi di libertà. Gli organi meccanici sono

vincolati con sistemi che possono essere schematizzati con modelli di vincolo a seconda dei gradi di

libertà che bloccano. Vincoli semplici Cerniera a terra Carrello a terra Pattino a terra Incastro a terra

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3.Descrivere la struttura isostatica, iperstatica e ipostatica e fere degli esempi

Una struttura è vincolata in modo isostatico quando il numero dei GdV imposti in totale è pari al

numero di GdL del sistema. (Trave incastrata )

Una struttura è vincolata in modo iperstatico quando il numero dei GdV imposti in totale è

maggiore rispetto al numero di GdL del sistema. Non ci sono gradi di libertà residui, ogni

movimento è impedito, la struttura, se sottoposta a carichi, non si muove.

Una struttura si dice ipostatica o meccanismo quando il numero dei GdV imposti in totale è minore

rispetto al numero di GdL del sistema. Ci sono gradi di libertà residui e movimenti, compatibili con

il sistema di vincoli, che sono permessi nel corpo rigido o nell’insieme di corpi rigidi. ((Sistema

biella-manovella )

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4.Parlare delle reazioni vincolari e fare un esempio con una rappresentazione grafica della

reazione vincolare esplicata da un carrello, una cerniera, un pattino e un incastro

I vincoli applicati al corpo rigido sono sedi di reazioni vincolari, ossia di forze e momenti trasmessi

al corpo rigido dagli altri corpi che con esso interagiscono per mantenerlo in equilibrio. Le

componenti delle reazioni vincolari sono incognite e possono essere calcolate utilizzando le

condizioni di equilibrio. Ognuna delle reazioni vincolari studiate esercita un certo tipo di reazione

sulla struttura cui è applicata. Il carrello dà luogo a una forza con direzione nota che agisce

perpendicolarmente al piano di appoggio.La cerniera dà luogo a una forza di direzione e valore

incogniti, quindi si dovranno calcolare due componenti di reazione tra loro ortogonali. Il pattino a

terra reagisce con due componenti di reazione vincolare di cui una è una forza sempre

perpendicolare al piano di scorrimento e l’altra è un momento.L’incastro a terra reagisce con tre

componenti di reazione in quanto vincola tutti e tre i gradi di libertà nel piano.

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5.Azioni interne: definizione e convenzione dei segni. Rappresentare tutto con esempi grafici

Quando si considera una struttura o un organo di macchina che si può schematizzare facendo uso

dei modelli visti fin’ora, oltre al calcolo delle reazioni vincolari è importante valutare come le forze

applicate e le reazioni si trasmettano all’interno delle varie parti. Ciascuna parte di un sistema

meccanico, anche complesso, contribuisce ad assolvere alla funzione di trasmettere o di “reagire” in

maniera opportuna alle forze che lo sollecitano. Perché questo avvenga in modo efficace i materiali

con i quali è costruito il sistema devono essere in condizioni tali per cui non ne venga esaurita la

resistenza. La corretta valutazione delle forze interne, cioè quelle che punto per punto sollecitano la

struttura, è il passo più importante per stabilire se la forma data ai componenti e agli organi delle

macchine è sufficiente a garantirne la funzionalità

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6.Dopo aver descritto lo stato di tensione in un punto, dimostrare/ricavare quante sono le

cmponenti indipendenti di uno di tensione

La tensione interna (o sollecitazione interna) è una misura delle forze di contatto esercitate tra le

parti interne di un corpo continuo tridimensionale attraverso la relativa superficie di separazione.

Essa è definita come la forza di contatto per unità di area, cioè è il limite del rapporto tra la forza

agente e l'area della superficie su cui agisce Essa è una quantità vettoriale e la sua unità di misura è

il pascal (Pa o N/m2). Nella pratica tecnica si fa uso più comunemente del megapascal (MPa) o del

gigapascal (GPa)

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7.Parlare del criterio della massima tensione tangenziale ricavando l'espressione della

tensione equivalente

Il materiale subisce danno quando la massima tensione tangenziale raggiunge un valore critico.

Questo criterio è anche chiamato criterio di Tresca

C’è rottura se: τ max ≥ τ L

τ L = Valore critico del materiale

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8.Parlare del criterio di Von Mises ricavando le relazioni della tensione equivalente

Il materiale subisce danno quando l’energia di distorsione accu