Author: Amministratore

Informazioni generali

• Anno di corso: 1°
• Semestre: 2°
• CFU: 12

Obiettivi del corso: L’obiettivo principale del corso è quello di fornire le basi della Fisica generale, ovvero della Meccanica, comprese le Onde e i Fluidi, e della Termodinamica, per permettere l’apprendimento consapevole delle materie insegnate nei corsi successivi della Macroarea di Ingegneria. In tal senso, il corso mira anche a insegnare il metodo scientifico e quindi a formare le capacità analitiche e deduttive necessarie alla formazione e carriera dell’Ingegnere.

Prerequisiti

Non sono previste propedeuticità formali, ma è necessaria la conoscenza di algebra vettoriale, trigonometria, fondamenti del calcolo differenziale e integrale.

Contenuti del corso

Cinematica del Punto. Moto nel piano. Posizione, velocità e accelerazione. Moto parabolico dei gravi.   Moto armonico semplice. Moto circolare.

Dinamica del punto materiale. Principio d’inerzia. Introduzione al concetto di forza.  Leggi di Newton. Risultante delle forze. Equilibrio. Reazioni vincolari. Classificazione delle forze. Quantità di moto. Impulso. Oscillatore armonico smorzato da una forza viscosa. Oscillatore armonico forzato.  Risonanza meccanica. Pendolo semplice. Momento angolare. Momento della forza. Teorema del momento angolare.

Moti relativi.  Sistemi di riferimento inerziali e non inerziali. Relatività galileiana. Moto di trascinamento traslatorio rettilineo. Moto di trascinamento rotatorio uniforme.

Lavoro ed energia. Lavoro ed energia per il punto materiale. Lavoro. Potenza. Energia cinetica. Forze conservative. Energia potenziale. Conservazione dell’energia meccanica. Energia dell’oscillatore armonico. Forze centrali.  La forza gravitazionale.  La forza di Coulomb. Concetto di Campo scalare e vettoriale. Campo gravitazionale. Operatori di campo: gradiente, divergenza e rotore.

Dinamica dei sistemi di punti materiali. Centro di massa di un sistema di punti. Teorema del moto del centro di massa. Sistema di riferimento del centro di massa. Teoremi di Koenig. Urti tra due punti materiali.

Corpi rigidi. Cinematica. Moto di un corpo rigido. Momento d’inerzia. Dinamica del corpo rigidoTeorema di Huygens-Steiner. Moto di puro rotolamento. Cenni sulle proprietà elastiche dei solidi.

Onde elastiche  Fenomeni ondulatori. Onde piane armoniche. Onde sonore armoniche. Effetto Doppler. Onda d’urto. Equazione delle onde. Interferenza di onde sonore armoniche. Onde stazionarie in una corda tesa. Battimenti.

Elementi di meccanica dei fluidi. Generalità sui fluidi. Pressione. Equilibrio statico di un fluido in presenza della forza peso. Principio di Archimede. Moto di un fluido. Regime stazionario. Portata. Teorema di Bernoulli. Applicazioni del teorema di Bernoulli.

Termodinamica Sistemi e stati termodinamici.  Definizione di temperatura. Termometri.   Calorimetria. Processi isotermi. Cambiamenti di fase. Esperimenti di Joule. Primo principio della termodinamica. Energia interna. Trasformazioni termodinamiche. Leggi dei gas. Equazione di stato dei gas ideali. Calori specifici.. Studio di alcune trasformazioni. Trasformazioni cicliche. Ciclo di Carnot.  Secondo principio della termodinamica. Reversibilità e irreversibilità.  Teorema di Carnot. Teorema di Clausius. La funzione di stato entropia. Il principio di aumento dell’entropia. Teoria cinetica dei gas. Gas reali. Modello di Van der Waals. Potenziali termodinamici.

Materiale di studio consigliato

• Focardi, Massa, Uguzzoni, “Fisica Generale”, Casa Editrice Ambrosiana
• Mazzoldi, Nigro, Voci, “Elementi di Fisica”, Edises
• Resnick, Halliday, Krane, “Fisica 1”, Casa Editrice Ambrosiona

Aim fo the Course: The main objective of the course is to to give the basis of general Physics for the first year, that deals with classical Mechanics and Thermodynamics, including an introduction to field generalities and field operators, in order to allow the students to learn all the other disciplines.

Contents: – Key topics covered during the course are listed below :

Kinematics: motion in one and two dimensions.

Dynamics: Newton’s first, second law and third law for a single massive point. Types of forces.  Linear momentum. Work and energy, conservation of energy. Relative motion and inertial forces. Mechanical oscillations, gravitation. Introduction to field theory. Field operators.

Systems of massive points: center of mass definition and properties. Konig theorems. Collisions.

Rigid bodies: rotational kinematics, rotational dynamics, equilibrium of rigid bodies.

Fluid mechanics: static and dynamical properties. Stevino law. Bernoully theorem.

Waves in elastic media: general properties. Wave equation. Intensity. Interference and beats. Sound waves Doppler effect.

Thermodynamics: Temperature, heat and the first law of thermodynamics. Thermodynamics of perfect  gases. The second law of thermodynamics. The Carnot’s theorem. The Clausius’s Inequality.  Entropy. Kinetic theory of gases. The real gas and the Van der Waals’ gas.

Informazioni generali

• Anno di corso: 1°
• Semestre: 2°
• CFU: 6

Docente responsabile

1° canale: CIRIZA Eleonora

2° canale: BRACCI Filippo

3° canale: SCHOOF Johannes

Prerequisiti

Anche se non sono previste propedeuticità formali, prima di frequentare il corso di Geometria è fortemente consigliato di aver sostenuto l’esame di Analisi Matematica I.

Contenuti del corso

• Spazi vettoriali: indipendenza lineare e basi. Coordinate rispetto ad una base.
• Cambiamenti di base e cambiamenti di coordinate.
• Sottospazi vettoriali e sottospazi affini: equazioni cartesiane e parametriche. Formula di Grassmann.
• Applicazioni lineari: nucleo e immagine.
• Sistemi lineari e metodi risolutivi: riduzione di Gauss-Jordan.
• Matrici: rango, determinante, minori. Operazioni tra matrici.
• Compatibilità di sistemi lineari: Teorema di Rouchè-Capelli.
• Rappresentazione matriciale di applicazioni lineari. Rappresentazioni in basi diverse.
• Autovalori, autovettori e polinomio caratteristico.
• Prodotto scalare standard sullo spazio delle n-uple reali: ortogonalità, angoli, norma, distanza. Proiezioni ortogonali.
• Elementi di geometria analitica euclidea nel piano: punti e rette. Equazioni cartesiane e parametriche. Mutue posizioni di rette. Fasci di rette. Distanza punto-retta.
• Elementi di geometria analitica euclidea nello spazio: punti, rette e piani. Equazioni cartesiane e parametriche. Mutue posizioni di questi luoghi geometrici. Fasci di piani.
• Prodotto vettoriale e prodotto misto. Interpretazione geometrica del determinante: volumi di parallelepipedi. Distanza punto-retta, distanza punto-piano, distanza tra due rette, proiezione ortogonale di una retta su un piano.
• Trasformazioni notevoli nel piano e nello spazio: traslazioni, rotazioni, simmetrie (cenni)

Materiale di studio consigliato

• Aristide Sanini – Esercizi di Geometria, Ed. Levrotto & Bella.
• Marco Abate – Geometria, Ed. McGraw-Hill.
• M. Abate e C. di Fabritiis – Geometria analitica con elementi di algebra lineare, Ed. McGraw-Hill.
• Tom M. Apostol – Calcolo. Vol 2 – Geometria, Ed. Boringhieri.
• Serge Lang – Algebra Lineare, Ed. Boringhieri.

Informazioni generali

• Anno di corso: 3°
• Semestre: 2°
• CFU: 6

Docente responsabile

Roberto VERZICCO

Obiettivi del corso

Questo corso ha come obiettivo quello di introdurre le basi della fluidodinamica che vanno dalla definizione di fluido fino alle relazioni che ne governano la statica, cinematica e dinamica. Alla fine del corso tali concetti verranno applicati a problemi di interesse pratico.

Prerequisiti

Conoscenze del secondo anno di Matematica e Fisica.

Contenuti del corso

GENERALITÀ SUI FLUIDI

Definizione di fluido. Concetto di continuo. Densità ed espansione termica. Comprimibilità di un fluido. Viscosità e sforzi. Tensione di vapore. Tensione superficiale. Effetto della curvatura della superficie. Capillarità.

STATICA DEI FLUIDI

Pressione in un fluido. Distribuzione di pressione in un fluido.

Variazioni di pressione in un fluido in quiete. Atmosfera standard. Forze di pressione su una superficie piana: pressione costante, distribuzione lineare di pressione. Forze di pressione su una superficie curva. Spinta di Archimede. Galleggiamento e stabilità. Misuratori di pressione.

CINEMATICA DEI FLUIDI

Descrizione lagrangiana ed euleriana. Traiettorie, linee di corrente e streaklines. Derivata materiale. Accelerazione di Lagrange. Funzione di corrente.

Analisi del moto nell’intorno di un punto: caso bidimensionale semplificato, caso generale tridimensionale.

DINAMICA DEI FLUIDI

Teorema del trasporto di Reynolds. Equazione di conservazione della massa: forma integrale, forma differenziale. Equazione di bilancio della quantità di moto: forma integrale, forma differenziale. Applicazione dell’equazione di bilancio della quantità di moto. Equazione di conservazione dell’energia: forma integrale, forma differenziale. Applicazione dell’equazione di conservazione dell’energia. Forma differenziale vs forma integrale. Il tensore degli sforzi. Relazioni costitutive. Equazioni di Navier-Stokes. Varie forme dell’equazione dell’energia.

EQUAZIONE DI BERNOULLI

Seconda legge della dinamica per un fluido ideale.

Equazione di Bernoulli. Teorema di Crocco. Tubo di Pitot. Tubo di Venturi.

SOLUZIONI ESATTE DELLE EQUAZIONI DI NAVIER-STOKES

Flusso tra lastre piane e parallele. Flusso di Couette. Flusso di Hagen-Poiseuille.

STRATO LIMITE

Equazioni dello strato limite, equazione integrale e soluzioni approssimate.

FORZE FLUIDODINAMICHE E SIMILITUDINI

Teorema di Buckingham ed analisi dimensionale. Similitudine dinamica. Similitudine distorta. Studio di flussi particolari: flusso intorno a corpi immersi, flussi con superficie libera, flusso nelle macchine rotanti, flusso in circuiti chiusi. Legge di Darcy-Weisbach. Tubi a sezione non circolare. Perdite concentrate. Forze aerodinamiche.

Testi di riferimento

• Dispense fornite dal docente

Modalità d’esame

Scritto.

Informazioni generali

• Anno di corso: 3°
• Semestre: 1°
• CFU: 6
• sito di riferimento : http://moodle.ing.uniroma2.it/

Docente responsabile

Vito INTRONA

Obiettivi del corso

 Gli allievi acquisiscono conoscenze relative alle modalità di funzionamento degli impianti industriali con particolare riferimento agli impianti tecnologici, agli impianti di movimentazione e stoccaggio e ai principali impianti di servizio.

Al termine del corso l’allievo e in grado di effettuare:

• Il dimensionamento di massima di un impianto tecnologico (scelta della tipologia e del livello di automazione dei macchinari, della loro disposizione, calcolo del numero di macchine in funzione dell’orario di lavoro, valutazione economica della soluzione)
• Il dimensionamento di massima di un impianto di movimentazione e stoccaggio (scelta della tipologia dell’impianto di movimentazione e stoccaggio, dimensionamento di rulliere, nastri, paranchi, carrelli e magazzini automatizzati o meno)

Il corso favorisce lo sviluppo dell’autonomia di giudizio abituando lo studente ad analizzare i diversi casi di studio e a proporre soluzioni specifiche e aiuta a sviluppare una visione critica grazie ai diversi punti di vista offerti nel corso (docente, interventi di esperti aziendali e confronto con i colleghi).

Il corso favorisce lo sviluppo delle abilità di comunicare oralmente o per iscritto utilizzando termini tecnici specifici.

Il corso aiuta a sviluppare le capacità di lettura e comprensione di testi scientifici di livello universitario in lingua italiana.

Prerequisiti

Nessun prerequisito specifico.

Contenuti del corso

Gli argomenti principali trattati durante il corso sono indicati qui di seguito:

Introduzione al corso 

Definizione di sistema produttivo. Sistemi di produzione di beni e di servizi. L’impianto industriale come sottosistema tecnico di un sistema di produzione. Impianti tecnologici e di servizio.

Elementi di Contabilità Industriale 

Analisi e classificazione dei costi industriali. Ammortamenti. Cenni al bilancio di impresa industriale. Analisi costo-volume-profitto. Analisi di breakeven. Margine di contribuzione.

Studio di fattibilità e studio del plant layout. 

Studio di fattibilità tecnico-economico di una iniziativa industriale. Classificazione di sistemi produttivi, processi industriali e layout. Scelta delle modalità di risposta alla domanda (produzione su commessa/magazzino), di realizzazione del volume di produzione (produzione unitaria, a lotti, continua) e di realizzazione del prodotto (per prodotto o per processo). Scelta del layout di impianto (produzioni flow shop/job shop, layout per linea/per reparti). Confronto tecnico-economico tra differenti processi/layout. Scelta del tipo e del livello di automazione (automazione rigida e flessibile).

Dimensionamento dell’impianto tecnologico 

Rendimento composto di impianto. Principali cause di riduzione dell’efficienza e metodologie di incremento della capacità produttiva. Criteri di dimensionamento di un impianto tecnologico (linee dedicate, linee multiprodotto e reparti).

Analisi di casi aziendali (processo, layout, efficienza, flessibilità, livello di automazione). 

Sistemi di movimentazione e stoccaggio dei materiali. 

Generalità sul material handling. Classificazione e panoramica sui sistemi di movimentazione interna: rulli, nastri, paranchi, carrelli, AGV, AEM. Classificazione e panoramica sui sitemi di stoccaggio dei materiali: magazzini a catasta, magazzini a scaffalature tradizionali, magazzini automatizzati.

Criteri di scelta e principi di progettazione dei sistemi di Material Handling.

Principi di dimensionamento sistemi di trasporto: rulli, nastri e paranchi, carrelli e AGV.

Principi di dimensionamento sistemi di immagazzinamento: magazzino servito da carrelli elevatori, magazzino automatico servito da trasloelevatore.

Servizi generali di impianto.

Schema di funzionamento generale di un impianto di servizio. Iter generale di dimensionamento.

Problemi ricorrenti nella progettazione: produzione/approvvigionamento, continuità del servizio, centralizzazione/decentralizzazione, sistema di generazione/accumulo, chiusura dell’impianto.

Principi di funzionamento e di dimensionamento dei principali impianti di servizio: acqua industriale, aria compressa, impianti termici (impianti HVAC e impianti vapore per utenze tecnologiche), impianto elettrico, impianto antincendio ed impianto di smaltimento acque reflue.

Testimonianza aziendale.

Ulteriori informazioni sul corso e sulle lezioni, sono resi disponibili attraverso le pagine del corso all’indirizzo: http://didattica.uniroma2.it

Sito del corso: moodle.ing.uniroma2.it (chiedere la chiave di accesso a vito.introna@uniroma2.it)

Materiale di studio consigliato

Materiale distribuito a lezione. Appunti dalle lezioni.

Modalità d’esame

L’esame di Impianti Industriali prevede una prova scritta ed una prova orale. All’orale sono ammessi gli studenti che hanno conseguito una valutazione complessiva di almeno 18  punti su 30 nella prova scritta. Prova scritta, prova orale ed eventuale progetto concorrono alla valutazione finale nei termini di una media pesata.

Testi di Riferimento

• A.Monte, Elementi di Impianti Industriali, voll. 1 e 2, Ed. Cortina, 1994
• F.Turco, Principi generali di progettazione degli impianti industriali, Ed. Città Studi, 1993
• V.Cesarotti, V.Introna, Dispense del corso e note didattiche disponibili sul sito web del corso

English version – Manufacturing Plants (6 Credits – Instructor: Vito Introna)

Aim of the Course

Aim fo the Course: Students acquire knowledge about the methods of operation of manufacturing plants with particular reference to production facilities, material handling systems and utility facilities.

At the end of the course the students are able to:

• design a manufacturing system (choice of the type of machine, choice of the automation level, calculating the number of machines, economic evaluation of the solution)
• design material handling system (choice of plant type of handling and storage, sizing rollers, belts, hoists/cranes, trolleys and automated warehouses or less)

The course promotes the development of autonomy of judgment accustoming the student to analyze several case studies and propose specific solutions and helps to develop a critical view thanks to the different points of view offered during the course (lecturer, business experts and colleagues).

The course encourages the development of oral and written communication skills by using specific technical terms.

The course helps to develop reading and comprehension of scientific/academic texts.

Contents: – Key topics covered during the course are listed below :

Course introduction: Definition of production system. Production systems for goods and services. Industrial plant as subsystem of a production system. Production facility and Utilities facility.

Elements of Cost Accounting: Analysis and classification of industrial costs. Depreciation. Cost- volume- profit analysis. Break-even analysis. Contribution margin.

Production facility:   Classification of production systems , industrial processes and layout . Push and pull production. Continuous and intermittent production . Process plant and manufacturing plant. Rigid and flexible automation. Automation of production processes: NC machines, CNC machines, machining cells and transfer lines. Sizing of manufacturing plants and the study of plant layout. Different types of layout . Overall Equipment Effectiveness of a production system . Sizing the number of machines. Technical and economic comparison between different processes/layout. Study of technical and economic feasibility of the system. Business cases analysis.

Material handling system: General information on material handling. Classification and overview of the internal handling systems: rollers system, conveyors system, hoists/crane, transpallet and forklift, AGV, AEM. Classification and overview of warehouses. Selection criteria and design principles of material handling systems. Sizing of transportation system. Sizing of sizing storage systems.

Utilities facility: General representation of an utilities system. Sizing criteria. Recurring problems in the design of utilities system: production vs supply, service continuity, centralization and decentralization, system generation vs accumulation, closed loop. Principles of sizing and use of the main utilities plants: industrial water, compressed air, heating systems (HVAC, steam systems), electrical plant. Fire-fighting systems and industrial wastewater treatment plants .

More information about the course and lessons are made available through the pages of the course at: http://didattica.uniroma2.it

Web site: moodle.ing.uniroma2.it (ask the access key to vito.introna@uniroma2.it)

Examination procedures: The exam of Manufacturing Plants consists of one written examination and one oral examination. Students who achieve a score of at least 18/30 in the written examination are admitted to the oral. Written test and oral test will contribute to the final assessment in terms of a weighted average.

Informazioni generali

• Anno di corso: 3°
• Semestre: 1°
• CFU: 9

Docente responsabile

Loredana SANTO

Programma del corso

• Introduzione al corso.Le tecnologie come trasformazioni di stati. Relazione tra sistema tecnologico e il materiale. Criteri tecnologici di scelta delle variabili di processo.Generalità e classificazione delle lavorazioni meccaniche. Criteri tecnologici di selezione dei processi. Criteri economici di valutazione. L’innovazione tecnologica.
• Cenni sulle principali proprietà dei materiali di interesse tecnologico. Le prove meccaniche e le prove tecnologiche in funzione della lavorabilità dei materiali metallici.
• Lavorazioni per fusione. Principi generali sulla fusione e solidificazione dei metalli. Classificazione dei principali processi di formatura e colata: in terra, con placca modello, in conchiglia, sotto vuoto, pressofusione, centrifuga, a cera persa, in lingottiera, in colata continua. Dimensionamento dei modelli, delle forme, delle materozze, dei canali di colata. Difetti, controllo e finitura dei getti. Tensioni di ritiro nei getti. Aspetti tecnico-economici dei processi di fonderia.
• Lavorazioni per deformazione plastica.Comportamento plastico dei metalli. Criteri di plasticità. Deformazione permanente. Lavoro di deformazione. Fucinatura e stampaggio: generalità, forze, lavoro, macchine. Laminazione: generalità; elementi di calcolo sulla laminazione; lunghezza di laminazione; condizioni di imbocco; velocità di laminazione; sezione neutra; forze di laminazione; momento torcente e potenza; pressione di laminazione; allargamento dei laminati piatti; laminazione di profilati, struttura delle macchine. Estrusione:generalità; matrici per estrusione; forze di estrusione. Trafilatura: generalità; forze di trafilatura, lavoro, trafile.
• Saldature. Saldature autogene ed eterogene, saldatura a fiamma ossiacetilenica, saldatura ad arco, atmosfera controllata, resistenza. Saldature con tecniche non convenzionali. Difettosità e frattura dei giunti saldati. Caratteristiche meccaniche dei giunti saldati.
• Lavorazioni per asportazione di truciolo. Angoli di taglio e rappresentazione unificata degli utensili. Meccanismi di formazione del truciolo. Meccanica del taglio dei metalli. Fattori che influenzano le forze di taglio. Usura degli utensili. Scelta delle condizioni ottimali di taglio. Struttura delle macchine utensili. Lavorazioni di tornitura. Lavorazioni di fresatura. Lavorazioni di foratura. Lavorazioni di rettifica. Lavorazione per la produzione di ruote dentate. Difetti superficiali e di forma indotti dalla lavorazione. Cicli di lavorazione.
• Le tecnologie non convenzionali. Water-Jet Machining. Ultrasonic Machining. Electrical- Discharge Machining. Laser Beam Machining. Laser Assisted Machining.

Risultati d’apprendimento previsti

Analisi di processi di trasformazione, ottenuti mediante lavorazioni per fusione, lavorazioni per deformazione plastica, lavorazioni per asportazione di truciolo e tecnologie non convenzionali legati al settore delle tecnologie meccaniche. Inquadramento degli stessi nel contesto produttivo e valutazioni tecnico-economiche sull’applicabilità delle singole tecnologie.

Eventuali propedeuticità

Conoscenze degli insegnamenti di base relativi ai primi due del corso di laurea.

Testi di riferimento

• Gabrielli F., Ippolito R., Micari F., Analisi e tecnologia delle lavorazioni meccaniche, McGraw-Hill.
• F. Giusti, M. Santochi, Tecnologia Meccanica e studi di Fabbricazione, Ed. Ambrosiana Milano.
• Serope Kalpakjian, Manufacturing Engineering and Technology, Addison-Wesley Publishing Company.
• Appunti delle lezioni.

Modalità di esame

Scritto e orale.

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.

Informazioni generali

• Anno di corso: 2°
• Semestre: 1°
• CFU: 9
• sito di riferimento : http://didattica.uniroma2.it/news/index/insegnamento/154473-Fisica-Tecnica-Industriale-1

Docente responsabile

Paolo COPPA
Ivano PETRACCI

Obiettivi del corso

 Conoscenza degli elementi ingegneristici fondamentali della Termodinamica applicata, della Termofluidodinamica e della

Trasmissione del calore.

Il corso propone un approfondimento e integrazione di competenze della Fisica Tecnica con particolari argomenti specifici di

trasmissione del calore. Contemporaneamente fornisce le conoscenze specifiche per la progettazione di particolari tipi di impianti e

componenti: impianti di riscaldamento e condizionamento ad aria e acqua, impianti a collettore solare, impianti di teleriscaldamento,

scambiatori di calore.

Prerequisiti

Anche se non sono previste propedeuticità formali, prima di frequentare il corso di ”FISICA TECNICA INDUSTRIALE  I” è fortemente consigliato di aver sostenuto i seguenti esami: Analisi Matematica 1 Fisica 1

Contenuti del corso

 Termodinamica

Il Sistema Internazionale (SI).

La Scienza Termodinamica.

• Il sistema termodinamico: gli stati, le grandezze e le trasformazioni.
• Gli scambi di massa, lavoro e calore.

Il principio zero della termodinamica.

• L’equilibrio termico. La temperatura e le sue misurazioni (ITS-90).

Il primo principio della termodinamica per sistemi chiusi e aperti.

Il secondo principio della termodinamica.

• Lineamenti storici e formulazioni. L’entropia. Teorema aumento dell’entropia .

I sistemi tecnici.

• Equazioni generali del lavoro scambiato.
• I sistemi chiusi: motore e frigorifero. Il ciclo di Carnot.
• I sistemi aperti: compressore, espansore, valvola di laminazione, miscelatore, scambiatore e condotto.

Le sostanze.

• La regola delle fasi. Proprietà: coefficienti di dilatazione, coefficienti calorimetrici.
• I diagrammi termodinamici.
• I gas ideali.
• I fluidi reali.
• Le sostanze pure e i diagrammi di stato.

Gli impianti tecnici.

• Gli impianti motore a gas: cicli Otto e Joule-Brayton.
• Gli impianti motore a vapore: cicli Carnot ed Hirn.
• Gli impianti a ciclo inverso: cicli frigoriferi a compressione di vapore.

 Termofluidodinamica

Teoria generale

• L’equazione di conservazione della massa.
• La legge di conservazione dell’energia: l’equazione di Bernoulli generalizzata.
• I tubi di Pitot e Venturi.
• Moto esterno alle superfici: flusso su lastra piana.
• Moto nei condotti: caratterizzazione dei regimi di moto e analisi delle perdite di carico in condotte in pressione con fuido a
• densità costante (moto laminare, relazioni di Blausius e Colebrook-White, diagramma di Moody, perdite di carico
• concentrate e distribuite, relazione di Darcy-Weisbach).

Impianti di riscaldamento ad acqua

• Tipologia, componenti, dimensionamento e regolazione.
• Impianti di teleriscaldamento.

 Termocinetica

Introduzione

• La trasmissione del calore e la termodinamica. Le modalità di trasmissione del calore.

La conduzione.

• L’equazione generale della conduzione. La conduzione monodimensionale in regime permanente e la conduzione transitoria
• a parametri concentrati.
• Metodi di misura della conduttività termica
• Resistenze termiche di contatto.
• Scambio termico su superfici estese: le alette di raffreddamento.

L’irraggiamento.

• Definizioni generali delle grandezze radiometriche e fotometriche.
• Il corpo nero e le leggi fondamentali dell’irraggiamento. Il comportamento dei corpi non neri: corpi reali e corpi grigi.
• Scambi termici e fattori di vista (dimostrazione).
• Schermi radianti.
• L’irraggiamento solare.
• I pannelli solari.
• Scambi termici attraverso e con un gas.

 La convezione termica.

• La convezione forzata: il coefficiente di scambio termico, il numero di Nusselt e l’analisi dimensionale. Cenni alla
• convezione su lastra piana e all’interno di condotti.
• La convezione naturale: considerazioni generali e gruppi adimensionali.
• La condensazione. L’ebollizione.

 Gli scambiatori di calore.

• Classificazioni e tipologie.
• Dimensionamento.
• Verifica.
• Metodo Ψ-P.
• Scambiatori compatti.
• Perdite di carico negli scambiatori.

 Le equazioni del comfort di Fanger.

Le miscele di aria umida.

Introduzione

• Definizioni generali.
• Costruzione dei diagrammi di Mollier e ASHRAE.
• Le principali trasformazioni con l’aria umida.

Gli impianti di climatizzazione.

• Componenti.
• Impianti a sola aria.
• Impianti a sola acqua.
• Impianti misti ad aria e acqua.
• Ricambi di aria negli ambienti.

Libri di testo

 Da preferire:

F. Gori, Lezioni di Termodinamica, TEXMAT;

F. Kreith, Principi di trasmissione del calore, Liguori Editore;

Gori, Corasaniti, Petracci, Lezioni di Termofluidodinamica, TEXMAT;

F. Gori, S. Corasaniti, Fisica Tecnica Esercitazioni, TEXMAT;

Appunti del corso di Termotecnica 1, P. Coppa.

Consigliati:

Guglielmini e Pisoni, Elementi di Trasmissione del calore, Ambrosiana

Yunus A. Ḉ engel, Termodinamica e trasmissione del calore, McGraw-Hill

C. Bonacina, A. Cavallini, L. Mattarolo, Trasmissione del calore, CLEUP (Padova), 1985

E. Bettanini, F. Brunello, Lezioni di impianti tecnici, vol. 1 e 2, CLEUP (Padova), 1990

C. Pizzetti, Condizionamento dell’ aria e refrigerazione, teoria e calcolo degli impianti, Masson Italia Editori, 1988

Modalità di Esame

Scritto e Orale

Note

Il corso di ”Fisica Tecnica Industriale 1 (FTI1 — 9CFU)” è stato attivato nell’anno accademico 2011-2012

secondo il sistema 6-9-12 CFU.

Gli studenti che aderiscono al DM270 nel sistema 5-10 CFU e che devono sostenere l’esame ”Fisica Tecnica 1

+ Termotecnica 1” da 10 crediti possono seguire FTI1 e sostenere l’esame secondo le stesse modalità.

Per altri eventuali chiarimenti rivolgersi direttamente ai docenti a lezione o nell’orario di ricevimento.