Machine design

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Codice identificativo insegnamento: 099268
Programma sintetico: nella prima parte del corso saranno illustrati e descritti i principali organi meccanici di utilizzo aeronautico (alberi, cuscinetti, ruote dentate, telai, ecc.) e i sistemi di giunzione maggiormente utilizzati (chiodature, saldature). Saranno poi trattate le metodologie di progettazione a fatica utilizzate per i componenti aeronautici (Safe Life, Fail Safe, Damage Tolerant e Flaw Tolerant), con particolare attenzione alla tipologia di componente e al processo di ispezione e manutenzione ad esso collegato. Successivamente saranno affrontati gli aspetti relativi al comportamento meccanico dei materiali, con attenzione alle sollecitazioni di cui sono oggetto i componenti aeronautici strutturali: comportamento a fatica a basso ed alto numero di cicli, fatica ad ampiezza variabile, calcolo del danneggiamento, nucleazione e propagazione di cricche di fatica, presenza di difetti nel componente. Infine saranno esplicitate le formulazioni di dimensionamento strutturale e verifica di resistenza sotto sollecitazioni statiche e di fatica, di componenti aeronautici. Le applicazioni prevedono l'applicazione delle metodologie sopra descritte al dimensionamento e verifica di organi meccanici e aeronautici, con prove di laboratorio sulle stesse tematiche. Sintesi dei contenuti Gli argomenti trattati nel corso sono i seguenti: - Descrizione funzionale dei più comuni elementi di macchine con applicazione aeronautica (alberi, cuscinetti, ruote dentate, telai, chiodature, saldature). - Metodologie di progettazione a fatica (approcci Safe Life, Fail Safe, Damage Tolerant e Flaw Tolerant, accettabilità dei difetti). - Comportamento meccanico dei materiali (comportamento statico e a fatica, sollecitazioni ad ampiezza variabile, calcolo del danneggiamento cumulato, nucleazione e propagazione di cricche, presenza di difetti nel componente). - Verifiche di resistenza (verifica di resistenza statica e a fatica, verifica per stati di sforzo monoassiali, definizione della sollecitazione ammissibile e del coefficiente di sicurezza). - Applicazioni (esempi di progetto e verifica di elementi di macchine e componenti aeronautici, prove di laboratorio su resistenza strutturale di componenti aeronautici).

Main topics are:
- functional description of the most common machine elements with aeronautical application (shafts, bearings, gears, frames, riveted and welded joints);
- fatigue design methodologies (Safe Life, Fail Safe, Damage Tolerant and Flaw Tolerant);
- mechanical behaviour of materials (static and fatigue behaviour, variable amplitude loadings, nucleation and propagation of cracks, defects);
- structural integrity assessment (static and fatigue assessment, multiaxial state of stress);
- application on mechanical and aeronautical components.