SYSTEMS ECO-FRIENDLY DESIGN FOR INNOVATIVE PROCESSES
Anno accademico 2018/2019 - 2° annoCrediti: 9
SSD: ING-IND/14 - PROGETTAZIONE MECCANICA E COSTRUZIONE DI MACCHINE
Organizzazione didattica: 225 ore d'impegno totale, 138 di studio individuale, 42 di lezione frontale, 45 di esercitazione
Semestre: 2°
Obiettivi formativi
L'obbiettivo del corso è:
Progettare e analizzare linee per il trasporto di fluidi (pericolosi e non), studiandone i componenti presenti utilizzano alcuni metodi teorico-sperimentali per compiere l'analisi e la sintesi dei medesimi. Il corso è anche finalizzato affinchè lo studente raggiunga delle buone conoscenze del quadro normativo italiano, direttiva europea 97/23 PED sulle attrezzature a pressione, norma armonizzata EN 13445 (calcoli mediante logiche tradizionali e codici di calcolo FEM con confronto dei risultati, modelli solidi).
•
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
Le lezioni teorico-dimostrative si alterneranno a lezioni dedicate all'impostazione dei progetti che, gli studenti dovranno completare al fine del conseguimento dell'esame finale.
Prerequisiti richiesti
Costruzioni 1; Metallurgia
Frequenza lezioni
Le lezioni si svolgeranno trisettimanalmente nel secondo semestre del secondo anno, verranno svolti, inoltre, esercizi di calcolo e progetto bisettimanalmente.
Contenuti del corso
Tensioni ideali per materiali fragili e duttili,
• Cedimento sotto carico costante.
• Scorrimento viscoso ad alta temperatura, curve di creep, progettazione di componenti che lavorano ad alta temperatura: uso delle relazioni di Larson – Miller,
• Curve di propagazione instabile della cricca, coefficienti di sicurezza per componenti che lavorano ad alta temperatura.
• Cedimento sotto carico ciclico (fatica) in presenza alte temperatura e agenti aggressivi.
• Nucleazione e propagazione della cricca, fino alla frattura, stima della durata di un componente e sistemi di controlli sperimentali.
• Progettazione di componenti per l’industria chimica e requisiti ambientali.
Lettura di “Piping and Instrumentation Diagram”
Progetto di linee per il trasporto di fluidi (pericolosi e non)
• tubi in pressione,
• collegamenti mediante flange,
• collegamenti mediante saldatura,
• valvole, scelta di valvole e sistemi di sicurezza.
• Uso di metodi tradizionali e di codici di calcolo dedicati per la progettazione di linee
• Calcolo delle frequenze proprie di vibrazione di linee o di parti di linee.
• Problematiche per il controllo dello stato di sicurezza delle linee in esercizio, sistemi di controllo e analisi non distruttive.
• Valutazioni sul ripristino di parti di linea e completa sostituzione. Tensioni ideali per materiali fragili e duttili,
• Cedimento sotto carico costante.
• Scorrimento viscoso ad alta temperatura, curve di creep, progettazione di componenti che lavorano ad alta temperatura: uso delle relazioni di Larson – Miller,
• Curve di propagazione instabile della cricca, coefficienti di sicurezza per componenti che lavorano ad alta temperatura.
• Cedimento sotto carico ciclico (fatica) in presenza alte temperatura e agenti aggressivi.
• Nucleazione e propagazione della cricca, fino alla frattura, stima della durata di un componente e sistemi di controlli sperimentali.
• Progettazione di componenti per l’industria chimica e requisiti ambientali.
Progetto di recipienti in pressione e di reattori chimici,
• Comportamento membranale dei gusci assialsimmetrici.
• Cenni sull'instabilità dei cilindri soggetti a pressione esterna e sui fondi piani e curvi.
• Effetti di bordo (guscio cilindrico): compatibilità delle deformazioni, tensioni aggiuntive.
• Recipienti e parti di elevato spessore: teoria generale, stati di sollecitazione dovuti alla pressione e alla temperatura, soluzioni costruttive per alte pressioni (forzamento, autofrettaggio).
• Progetto Recipienti secondo quadro normativo italiano, direttiva europea 97/23 PED sulle attrezzature a pressione, norma armonizzata EN 13445 (calcoli mediante logiche tradizionali e codici di calcolo FEM con confronto dei risultati, modelli solidi).
• Accettazione di componenti di corredo
Testi di riferimento
Giovannozzi 2 ; Appunti Prof Bruno Atzori.
direttiva europea 97/23 PED sulle attrezzature a pressione, norma armonizzata EN 13445 (calcoli mediante logiche tradizionali e codici di calcolo FEM con confronto dei risultati, modelli solidi).
slide del corso
Programmazione del corso
| Argomenti | Riferimenti testi | |
|---|---|---|
| 1 | • collegamenti mediante flange, • collegamenti mediante saldatura, • valvole, scelta di valvole e sistemi di sicurezza. | Giovannozzi 2 |
| 2 | Uso di metodi tradizionali e di codici di calcolo dedicati per la progettazione di linee • Calcolo delle frequenze proprie di vibrazione di linee o di parti di linee. • Problematiche per il controllo dello stato di sicurezza delle linee in esercizio, sistemi di controllo e analisi non distruttive. • Valutazioni sul ripristino di parti di linea e completa sostituzione. | slide |
| 3 | • Comportamento membranale dei gusci assialsimmetrici. • Cenni sull'instabilità dei cilindri soggetti a pressione esterna e sui fondi piani e curvi. • Effetti di bordo (guscio cilindrico): compatibilità delle deformazioni, tensioni aggiuntive. • Recipienti e parti di elevato spessore: teoria generale, stati di sollecitazione dovuti alla pressione e alla temperatura, soluzioni costruttive per alte pressioni (forzamento, autofrettaggio). | Appunti di costruzione di macchine di Bruno Atzori e slide del corso |
| 4 | direttiva europea 97/23 PED sulle attrezzature a pressione, norma armonizzata EN 13445 (calcoli mediante logiche tradizionali e codici di calcolo FEM con confronto dei risultati, modelli solidi). | Normativa PED |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
Prove in itinere per modulo didattico, verifica del progetto e colloquio orale
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
Tipi di propagazione della cricca,
diagrammi di fatica
calcolo flange
calcolo gusci sottili e di forte spessore; tipologie CND (NDT); progettazione di valvole; fenomeni di fatica nelle saldature.