Informazioni generali (English version below)
- Anno di corso: 3°
- Semestre: 1°
- CFU: 6
Docente responsabile
Pietro SALVINI
Obiettivi del corso
L’obiettivo dell’insegnamento di questo corso è di fornire agli allievi gli strumenti per la progettazione strutturale di elementi meccanici anche di una certa complessità, utilizzando gli strumenti del calcolo strutturale applicato a strutture riconducibili a elementi dal comportamento monodimensionale.
Prerequisiti
Scienza delle Costruzioni
Contenuti del corso
Stati di tensione e deformazione, tensione, compressione. Prova di trazione e determinazione delle curve ingegneristiche e vere, condizioni finali di rottura. Materiali a comportamento fragile, duttile e intermedi. Effetto di lavorazioni termo-meccaniche sulle caratteristiche strutturali dei materiali metallici. Elementi sollecitati assialmente in regime elastico e plastico. Leggi costitutive semplici utilizzate per i materiali elasto-plastici. Tensioni limite ed ammissibili. Elementi sollecitati a taglio singolo o doppio. Aste a sezione variabile e di uniforme resistenza. Sollecitazioni termiche. Sollecitazioni impulsive o da impatto. Analisi elasto-plastica di strutture iperstatiche assimilabili a insiemi di aste, tensioni residue. Richiami sui diagrammi di sforzi normali, taglio e momento flettente e sul calcolo delle strutture reticolari. Tensioni e deformazioni in elementi lineari per effetto di sollecitazioni di flessione.
Modulo e proprietà delle sezioni di travi in uso strutturale, progetto di una trave. Efficienza delle diverse possibili sezioni di una trave. Travi a sezione variabile e di uniforme resistenza. Effetto delle tensioni e delle deformazioni di taglio nelle travi. Travi flangiate e composte da elementi variamente collegati. Combinazione di carico assiale e flessionale, eccentricità del carico applicato. Travi multimateriale, relazione curvatura-momento. Esempio relativo alle travi in cemento armato. Travi doppiamente simmetriche soggette a carichi obliqui. Flessione di travi non simmetriche e individuazione del centro di taglio. Flessione elasto-plastica e calcolo di tensioni e deformazioni residue. Flessione elasto-plastica in presenza di qualsivoglia legame costitutivo. Flessione di travi ad asse curvilineo (teoria di Grashof).
Applicazione delle teorie di rottura di Rankine, Bach, Tresca, Mohr e Von Mises. Criteri di progettazione di strutture semplici in condizioni di tensione piana. Calcolo della linea d’asse di travi deformabili sollecitate a flessione. Applicazione del teorema di Castigliano e metodo del carico fittizio. Calcolo della deformazione di travi ad asse curvilineo. Soluzioni di travi supportate da fondazione elastica e applicabilità della soluzione prospettata. Calcolo per il progetto di strutture staticamente indeterminate mediante il metodo delle forze. Caso di travi continue su molteplici appoggi, metodo dei tre momenti.
Instabilità di colonne compresse, determinazione del carico critico. Influenza delle condizioni di vincolo agli estremi. Effetto di carichi non centrati o imperfezioni. Buckling inelastico. Buckling di cilindri in parete sottile.
Testi Consigliati
Mechanics of Materials – Auth. Gere & Timoshenko PWS Publishing Company – IV Edition or subsequently
Appunti integrativi resi disponibili dal docente
Modalità di Esame
La prova comprende un esame scritto cui fa seguito un colloquio orale se lo scritto è almeno sufficiente.
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English Version
Strain and stress field, tension and compression. Tensile test and engineering and true strain-stress curves. Ultimate rupture. Brittle, Ductile Materials and intermediate cases. Effect of thermo-mechanical treatment on the mechanical characteristics of metals. Stress-strain in elasto-plastic regime. Simple constitutive laws for elasto-plastic materials. Stress limit and admissible stress. Single and double shear. Truss with variable section and uniform resistance. Thermal stresses. Impulsive and impact stress increment. Analysis of iperstatic structure modelled by trusses. Some references on normal, shear and bending diagrams. Elasto-plastic bending of beams. Section characteristics of beams, design of beams. Section efficiency of beams. Beams of uniform resistance. Stress and strain of beams under shear. Axial and bending load combination. Effect of eccentricity on the axial load. Multi-material beams, bending and curvature characteristic. An example: reinforce concrete. Double symmetric beams with inclined loads. Bending on non-symmetric beams and chear center. Elasto-plastic bending and residual deformations. Bending on whatever constitutive material subjected to a monotonic law. Theory of Grashov: curved beams.
Stress limit criteria according to Rankine, Bach, Tresca, Mohr and Von Mises. Design of simple structures presenting plane stress. Solution of the displacement of a linear beam structure. Castigliano theorem and fictious load method. Solution of the deformation experienced by a curved beam. Solution of beams supported by an elastic foundation, some practical examples. Solution of iperstatic structures, method of the three moments.
Buckling of columns, critical load determination. Extension of the solution to different boundary conditions. Effect on buckling of off-loads and imperfections. Inelastic Buckling. Buckling of thin cylinders.
