ingegneria dell'autoveicolo

L’insegnamento vuole sviluppare la capacità da parte dello/a studente/ssa di visualizzare un problema usando un approccio geometrico per la soluzione, e di comprendere argomenti logico deduttivi sottolineando il ruolo delle ipotesi, ad esempio, tramite la costruzione di esempi e controesempi. Lo/a studente/ssa acquisisce strumenti e tecniche che permettono di operare con enti geometrici (vettori nel piano e nello spazio, rette, piani, coniche e quadriche) e algebrici (sistemi di equazioni lineari, matrici, polinomi, autovalori, autovettori, spazi vettoriali e loro trasformazioni). Lo/a studentessa acquisisce inoltre la capacità di collegare aspetti geometrici ed algebrici dello stesso problema. Infine egli/ella acquisisce le competenze necessarie per trattare numericamente, anche mediante l’utilizzo di un calcolatore, tutte quelle situazioni in cui i metodi algebrici non sono applicabili con “carta e penna� (ad esempio, risoluzione di un sistema lineare con un numero elevato di incognite ed equazioni). In particolare, lo/a studente/ssa impara a identificare un ente geometrico/algebrico, a riconoscerne le proprietà teoriche e a individuare e applicare il metodo algebrico/numerico più opportuno per il suo trattamento. L’implementazione e l’applicazione dei metodi numerici viene effettuata tramite il software MATLAB, di cui verrà appresa la sintassi di base.

L’insegnamento di Algebra Lineare e Geometria ha due obiettivi principali. Il primo è presentare argomenti di base di algebra lineare e geometria analitica, usando la geometria come motivazione, educando lo studente a pensare in modo geometrico, e quindi sviluppare l'intuizione, e a seguire il ragionamento logico deduttivo utilizzando un linguaggio formale appropriato. Il secondo obiettivo è presentare agli studenti i concetti fondamentali di alcuni metodi numerici di base dell’algebra lineare e la loro implementazione in ambiente Matlab, software numerico ormai ampiamente diffuso nel campo dell’ingegneria. In questo modo si vuole mostrare come gli aspetti teorici, simbolici e numerici interagiscono tra loro.

• Vettori nel piano e nello spazio e loro operazioni. Prodotto scalare, prodotto vettoriale e prodotto misto. Rette e piani nello spazio. Proiezioni ortogonali. • Matrici e loro operazioni. Matrici fortemente ridotte per righe. Sistemi di equazioni in forma matriciale e loro risoluzione con applicazioni geometriche. Equazioni matriciali, calcolo dell’inversa di una matrice. Determinanti. • Spazi vettoriali: definizioni, esempi ed applicazioni. Sottospazi vettoriali. Operazioni notevoli fra sottospazi. • Combinazioni lineari e dipendenza lineare. Metodo degli scarti. Basi di uno spazio vettoriale. Dimensione di uno spazio vettoriale. Dimensione di un sottospazio vettoriale finitamente generato. • Lo spazio vettoriale dei polinomi. La formula di Grassmann. • Applicazioni lineari. Immagine di un’applicazione lineare. Applicazioni lineari iniettive e suriettive. Isomorfismi. • Matrice di un’applicazione lineare. Endomorfismi e matrici quadrate. • Autovalori e autovettori. Autospazi di endomorfismi e di matrici. Polinomio caratteristico e spettro di un endomorfismo. Diagonalizzazione di un endomorfismo. • Basi ortonormali, matrici ortogonali. Algoritmo di Gram-Schmidt. Diagonalizzazione di matrici simmetriche mediante matrici ortogonali. Forme quadratiche e carattere di definizione. • Problemi metrici : distanza punto-retta, punto-piano, retta-retta. • Geometria quadratica: coniche, sfere. Quadriche non-degeneri in forma canonica. Riconoscimento di una quadrica. • Aritmetica di macchina: numeri di macchina, operazioni di macchina, errore di arrotondamento. Condizionamento di un problema numerico. Stabilità di un algoritmo. • Sistemi lineari: condizionamento e metodi numerici diretti. Fattorizzazioni di matrici: PA=LU, Choleski, QR e loro principali applicazioni. • Autovalori di matrici: condizionamento e metodi numerici: potenze, potenze inverse, QR (cenni). Decomposizione ai valori singolari di matrici e sue principali applicazioni.

E' possibile sostenere l?esame in anticipo rispetto all?acquisizione della frequenza

Sul portale della didattica sarà disponibile il materiale didattico preparato dai docenti contenente anche esercizi svolti e proposti. Si fornisce una lista di testi di riferimento frequentemente utilizzati. M. Ferrarotti, M. Abrate “Lezioni di Algebra Lineare�, CELID, 2018. M. Ferrarotti, M. Abrate “Lezioni di Geometria�, CELID, 2018. L. Gatto, Lezioni di Algebra lineare e Geometria, CLUT, 2018. S. Greco, P. Valabrega, Lezioni di Geometria, Vol. 1 Algebra lineare, Vol. 2 Geometria Analitica, Ed. Levrotto e Bella, Torino 2009. G. Monegato, Metodi e algoritmi per il Calcolo Numerico, CLUT, 2008. A. Quarteroni, F. Saleri, P. Gervasio, Scientific Computing with MATLAB and OCTAVE, Springer, 2014. G. Strang, Algebra Lineare, Apogeo, 2008. G. Strang, Introduction to Linear Algebra, Wellesley-Cambridge Press, 2016. E. Carlini, LAG: the written exam v1 and v2, CLUT 2019. E. Carlini, 50 quiz di Geometria CELID 2011. G. Casnati, M.L. Spreafico, Allenamenti di Geometria, Ed. Esculapio, Bologna 2013. J. Cordovez, Chissà chi lo sa?, CLUT 2013. L. Scuderi, Laboratorio di Calcolo Numerico, CLUT, 2005.

L’insegnamento vuole sviluppare la capacità da parte dello/a studente/ssa di visualizzare un problema usando un approccio geometrico per la soluzione, e di comprendere argomenti logico deduttivi sottolineando il ruolo delle ipotesi, ad esempio, tramite la costruzione di esempi e controesempi. Lo/a studente/ssa acquisisce strumenti e tecniche che permettono di operare con enti geometrici (vettori nel piano e nello spazio, rette, piani, coniche e quadriche) e algebrici (sistemi di equazioni lineari, matrici, polinomi, autovalori, autovettori, spazi vettoriali e loro trasformazioni). Lo/a studentessa acquisisce inoltre la capacità di collegare aspetti geometrici ed algebrici dello stesso problema. Infine egli/ella acquisisce le competenze necessarie per trattare numericamente, anche mediante l’utilizzo di un calcolatore, tutte quelle situazioni in cui i metodi algebrici non sono applicabili con “carta e penna� (ad esempio, risoluzione di un sistema lineare con un numero elevato di incognite ed equazioni). In particolare, lo/a studente/ssa impara a identificare un ente geometrico/algebrico, a riconoscerne le proprietà teoriche e a individuare e applicare il metodo algebrico/numerico più opportuno per il suo trattamento. L’implementazione e l’applicazione dei metodi numerici viene effettuata tramite il software MATLAB, di cui verrà appresa la sintassi di base.

L’insegnamento di Algebra Lineare e Geometria ha due obiettivi principali. Il primo è presentare argomenti di base di algebra lineare e geometria analitica, usando la geometria come motivazione, educando lo studente a pensare in modo geometrico, e quindi sviluppare l'intuizione, e a seguire il ragionamento logico deduttivo utilizzando un linguaggio formale appropriato. Il secondo obiettivo è presentare agli studenti i concetti fondamentali di alcuni metodi numerici di base dell’algebra lineare e la loro implementazione in ambiente Matlab, software numerico ormai ampiamente diffuso nel campo dell’ingegneria. In questo modo si vuole mostrare come gli aspetti teorici, simbolici e numerici interagiscono tra loro.

• Vettori nel piano e nello spazio e loro operazioni. Prodotto scalare, prodotto vettoriale e prodotto misto. Rette e piani nello spazio. Proiezioni ortogonali. • Matrici e loro operazioni. Matrici fortemente ridotte per righe. Sistemi di equazioni in forma matriciale e loro risoluzione con applicazioni geometriche. Equazioni matriciali, calcolo dell’inversa di una matrice. Determinanti. • Spazi vettoriali: definizioni, esempi ed applicazioni. Sottospazi vettoriali. Operazioni notevoli fra sottospazi. • Combinazioni lineari e dipendenza lineare. Metodo degli scarti. Basi di uno spazio vettoriale. Dimensione di uno spazio vettoriale. Dimensione di un sottospazio vettoriale finitamente generato. • Lo spazio vettoriale dei polinomi. La formula di Grassmann. • Applicazioni lineari. Immagine di un’applicazione lineare. Applicazioni lineari iniettive e suriettive. Isomorfismi. • Matrice di un’applicazione lineare. Endomorfismi e matrici quadrate. • Autovalori e autovettori. Autospazi di endomorfismi e di matrici. Polinomio caratteristico e spettro di un endomorfismo. Diagonalizzazione di un endomorfismo. • Basi ortonormali, matrici ortogonali. Algoritmo di Gram-Schmidt. Diagonalizzazione di matrici simmetriche mediante matrici ortogonali. Forme quadratiche e carattere di definizione. • Problemi metrici : distanza punto-retta, punto-piano, retta-retta. • Geometria quadratica: coniche, sfere. Quadriche non-degeneri in forma canonica. Riconoscimento di una quadrica. • Aritmetica di macchina: numeri di macchina, operazioni di macchina, errore di arrotondamento. Condizionamento di un problema numerico. Stabilità di un algoritmo. • Sistemi lineari: condizionamento e metodi numerici diretti. Fattorizzazioni di matrici: PA=LU, Choleski, QR e loro principali applicazioni. • Autovalori di matrici: condizionamento e metodi numerici: potenze, potenze inverse, QR (cenni). Decomposizione ai valori singolari di matrici e sue principali applicazioni.

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Sul portale della didattica sarà disponibile il materiale didattico preparato dai docenti contenente anche esercizi svolti e proposti. Si fornisce una lista di testi di riferimento frequentemente utilizzati. M. Ferrarotti, M. Abrate “Lezioni di Algebra Lineare�, CELID, 2018. M. Ferrarotti, M. Abrate “Lezioni di Geometria�, CELID, 2018. L. Gatto, Lezioni di Algebra lineare e Geometria, CLUT, 2018. S. Greco, P. Valabrega, Lezioni di Geometria, Vol. 1 Algebra lineare, Vol. 2 Geometria Analitica, Ed. Levrotto e Bella, Torino 2009. G. Monegato, Metodi e algoritmi per il Calcolo Numerico, CLUT, 2008. A. Quarteroni, F. Saleri, P. Gervasio, Scientific Computing with MATLAB and OCTAVE, Springer, 2014. G. Strang, Algebra Lineare, Apogeo, 2008. G. Strang, Introduction to Linear Algebra, Wellesley-Cambridge Press, 2016. E. Carlini, LAG: the written exam v1 and v2, CLUT 2019. E. Carlini, 50 quiz di Geometria CELID 2011. G. Casnati, M.L. Spreafico, Allenamenti di Geometria, Ed. Esculapio, Bologna 2013. J. Cordovez, Chissà chi lo sa?, CLUT 2013. L. Scuderi, Laboratorio di Calcolo Numerico, CLUT, 2005.

Capacità di seguire una catena di ragionamenti logici; comprensione delle proprietà essenziali del calcolo differenziale e integrale per funzioni di una variabile. Acquisizione di una sufficiente manualità di calcolo.

L’insegnamento di Analisi Matematica I costituisce la cerniera tra la scuola media superiore e l’università . Lo scopo principale dell’insegnamento è di abituare gli studenti a seguire la concatenazione di semplici argomentazioni e di insegnare loro gli elementi fondamentali del calcolo differenziale e integrale per le funzioni di una variabile, con applicazioni alle equazioni differenziali ordinarie del primo e del secondo ordine.

Richiami: insiemi, operazioni sugli insiemi e simboli logici. Insiemi numerici, massimi e minimi, estremi. Proprietà di completezza dei numeri reali e sue conseguenze. Funzioni: iniettività e suriettività ; funzioni composte e inverse. Funzioni reali di variabile reale: funzioni elementari, monotonia e inverse delle funzioni elementari. (Circa 15 ore) Limiti e continuità : Limiti di funzioni e successioni; continuità . Teoremi sui limiti: unicità del limite, permanenza del segno e limitatezza locale, teoremi di confronto. Limiti di funzioni monotone. Algebra dei limiti. Forme indeterminate. Confronto locale di funzioni. Simboli di Landau. Infiniti e infinitesimi. Ordine di infinito e di infinitesimo, parte principale rispetto a un campione. Asintoti. Il numero e. Limiti notevoli trigonometrici ed esponenziali. Funzioni continue su un intervallo: esistenza degli zeri e dei massimi e minimi. (Circa 24 ore) Derivate: significato geometrico e fisico. Regole di derivazione. Derivate delle funzioni elementari. Derivate e continuità . Punti di non derivabilità , punti di estremo e punti critici. Teorema di Fermat. Funzioni derivabili su intervalli e teoremi fondamentali del calcolo differenziale (Rolle e Lagrange) e loro conseguenze. Regola di de L'Hôpital. Formula di Taylor e sviluppi di Maclaurin fondamentali. Uso degli sviluppi di Taylor nello studio del comportamento locale delle funzioni: confronto di funzioni, estremi, convessità . Applicazioni allo studio del grafico di funzioni. (Circa 23 ore) Primitive e regole di calcolo delle primitive; primitive di funzioni razionali. Integrale definito. Proprietà dell’integrale. Media integrale, teorema della media e Teorema Fondamentale del Calcolo Integrale. Relazione tra primitive e integrazione definita. Integrali impropri: definizioni e criteri di convergenza. (Circa 21 ore) Numeri complessi ed equazioni differenziali: forma algebrica, forma trigonometrica ed esponenziale dei numeri complessi. Parte reale, parte immaginaria, modulo e argomento. Radici dei numeri complessi. Teorema Fondamentale dell'Algebra. Esponenziale di un numero complesso e formule di Eulero. Equazioni differenziali: il problema di Cauchy. Equazioni differenziali del primo ordine, lineari e a variabili separabili. Equazioni differenziali lineari del secondo ordine a coefficienti costanti. (Circa 17 ore)

E' possibile sostenere l?esame in anticipo rispetto all?acquisizione della frequenza

I testi di seguito elencati sono da considerarsi indicativi. Maggiori dettagli verranno forniti dal docente in aula. C. Canuto, A. Tabacco. Analisi Matematica I. Pearson, 2021. S. Lancelotti. Lezioni di Analisi Matematica 1. Celid, 2013. F. Nicola. Analisi Matematica I. Appunti delle lezioni. CLUT, 2018.

Capacità di seguire una catena di ragionamenti logici; comprensione delle proprietà essenziali del calcolo differenziale e integrale per funzioni di una variabile. Acquisizione di una sufficiente manualità di calcolo.

L’insegnamento di Analisi Matematica I costituisce la cerniera tra la scuola media superiore e l’università . Lo scopo principale dell’insegnamento è di abituare gli studenti a seguire la concatenazione di semplici argomentazioni e di insegnare loro gli elementi fondamentali del calcolo differenziale e integrale per le funzioni di una variabile, con applicazioni alle equazioni differenziali ordinarie del primo e del secondo ordine.

Richiami: insiemi, operazioni sugli insiemi e simboli logici. Insiemi numerici, massimi e minimi, estremi. Proprietà di completezza dei numeri reali e sue conseguenze. Funzioni: iniettività e suriettività ; funzioni composte e inverse. Funzioni reali di variabile reale: funzioni elementari, monotonia e inverse delle funzioni elementari. (Circa 15 ore) Limiti e continuità : Limiti di funzioni e successioni; continuità . Teoremi sui limiti: unicità del limite, permanenza del segno e limitatezza locale, teoremi di confronto. Limiti di funzioni monotone. Algebra dei limiti. Forme indeterminate. Confronto locale di funzioni. Simboli di Landau. Infiniti e infinitesimi. Ordine di infinito e di infinitesimo, parte principale rispetto a un campione. Asintoti. Il numero e. Limiti notevoli trigonometrici ed esponenziali. Funzioni continue su un intervallo: esistenza degli zeri e dei massimi e minimi. (Circa 24 ore) Derivate: significato geometrico e fisico. Regole di derivazione. Derivate delle funzioni elementari. Derivate e continuità . Punti di non derivabilità , punti di estremo e punti critici. Teorema di Fermat. Funzioni derivabili su intervalli e teoremi fondamentali del calcolo differenziale (Rolle e Lagrange) e loro conseguenze. Regola di de L'Hôpital. Formula di Taylor e sviluppi di Maclaurin fondamentali. Uso degli sviluppi di Taylor nello studio del comportamento locale delle funzioni: confronto di funzioni, estremi, convessità . Applicazioni allo studio del grafico di funzioni. (Circa 23 ore) Primitive e regole di calcolo delle primitive; primitive di funzioni razionali. Integrale definito. Proprietà dell’integrale. Media integrale, teorema della media e Teorema Fondamentale del Calcolo Integrale. Relazione tra primitive e integrazione definita. Integrali impropri: definizioni e criteri di convergenza. (Circa 21 ore) Numeri complessi ed equazioni differenziali: forma algebrica, forma trigonometrica ed esponenziale dei numeri complessi. Parte reale, parte immaginaria, modulo e argomento. Radici dei numeri complessi. Teorema Fondamentale dell'Algebra. Esponenziale di un numero complesso e formule di Eulero. Equazioni differenziali: il problema di Cauchy. Equazioni differenziali del primo ordine, lineari e a variabili separabili. Equazioni differenziali lineari del secondo ordine a coefficienti costanti. (Circa 17 ore)

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I testi di seguito elencati sono da considerarsi indicativi. Maggiori dettagli verranno forniti dal docente in aula. C. Canuto, A. Tabacco. Analisi Matematica I. Pearson, 2021. S. Lancelotti. Lezioni di Analisi Matematica 1. Celid, 2013. F. Nicola. Analisi Matematica I. Appunti delle lezioni. CLUT, 2018.

The course aims at providing the necessary background for the interpretation of chemical phenomena, for the understanding of the structure and properties of molecules and crystalline solids, and the comprehension and handling of energetic phenomena concerning chemical and electrochemical systems.

The course aims to provide the basic knowledge necessary for the interpretation of chemical phenomena, for the understanding of the structure and properties of crystalline solids and for the understanding and calculation of energy phenomena related to chemical and electrochemical systems.

ATOM Constitution of the nucleus, structure of the hydrogen atom and atomic models (Bohr and quantum-mechanical) Quantum numbers, exclusion principle and Hundt rule Spatial form of s,p and d orbitals CLASSIFICATION OF THE ELEMENTS AND PERIODIC TABLE Electronic configuration of the elements and periodicity in the chemical and physical properties Atomic radius, ionization energy and electron affinity Subdivision into metals, non-metals and semimetals. Basics on the main groups of the periodic table and some transition metals. THE CHEMICAL BOND Bond: ionic, covalent, metallic. Intermolecular interactions. Covalent bond: single, double and triple. Molecular geometry, hybridisation and resonance. Notes on the theory of molecular orbitals. NOMENCLATURE, FORMULAS AND STOICHIOMETRY Atomic and molecular mass, the mole, Avogadro's constant. Acid-base reactions and formation of salts. Oxidation state and balancing of redox reactions. Mass relationships in a chemical reaction, limiting reagent. Combustion reactions GASEOUS STATE Ideal gas laws. State equation of ideal gases. Equilibrium distribution of kinetic energies in an ideal gas (Boltzmann). Liquefaction of a gas. LIQUID STATE Vapour pressure of pure liquids. Solutions: ways to express concentration. Dissociation and ionization degree. Colligate properties of solutions, both electrolytic and non. Definition of acid and base according to Arrhenius, Brønsted and Lewis. Ostwald dilution law. Ionic product of water, pH and pOH. SOLID STATE Unit cell and structure of simplestcrystalline solids. Crystal lattices. Classification of solids. CHEMICAL KINETICS AND CATALYSIS Reaction rate and order. Arrhenius equation. Activation energy. Catalysis and catalysts. CHEMICAL EQUILIBRIUM Mass action law. Equilibrium constant. Homogeneous and heterogeneous chemical equilibria. Le Chatelier principle and influence of the temperature on the equilibrium. CHEMICAL THERMODYNAMICS First, second and third Principle. Reaction enthalpy and Hess law. Change in entropy and free energy of a reaction. Spontaneity criterion. ELECTROCHEMISTRY Normal and effective potential of an electrode. Electrochemical cells and Nernst equation. Electrochemical force of a cell. Reactivity of metals with ocids, oxidizing or not. Electrolysis and Faraday laws. ORGANIC CHEMISTRY Nomenclature and properties of the main organic compounds. Most common functional groups and their main reactions. Isomerism: structural, geometric, conformational.

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PRINCIPLES OF GENERAL CHEMISTRY (International Edition). Author: Martin Silberberg. Publisher: MgGraw-Hill

Al termine dell’insegnamento lo studente - Sarà in grado di utilizzare un linguaggio tecnico-scientifico appropriato - conoscerà la struttura atomica e le configurazioni elettroniche, comprendendone il ruolo nella determinazione delle proprietà periodiche degli elementi. - Conoscerà le diverse tipologie di legame chimico, sapendone definire le caratteristiche principali (es. energia di legame, lunghezza di legame, ordine di legame). - Saprà ricavare formule di struttura di molecole e ioni. - Sarà in grado di interpretare e bilanciare le reazioni chimiche, comprendendo le relazioni ponderali tra reagenti e prodotti. - Conoscerà struttura e proprietà dei solidi (ionici, covalenti, metallici e molecolari), nonché le proprietà chimiche e fisiche di gas, liquidi e soluzioni. - Saprà interpretare gli aspetti termodinamici e cinetici delle reazioni chimiche - Saprà interpretare gli aspetti energetici relativi a sistemi chimici ed elettrochimici. - Saprà applicare le conoscenze acquisite alla risoluzione di esercizi di calcolo relativi alle leggi dei gas, alle proprietà colligative delle soluzioni, agli equilibri chimici, alla termochimica, al pH, alle celle galvaniche e ai processi elettrolitici.

L'insegnamento si propone di fornire le basi necessarie per l'interpretazione di fenomeni chimici, per la conoscenza della struttura e delle proprietà dei solidi cristallini e per la comprensione ed il calcolo dei fenomeni energetici relativi a sistemi chimici ed elettrochimici. L'insegnamento intende fornire allo studente una solida preparazione scientifica, volta alla conoscenza, alla comprensione e alla descrizione della struttura e delle proprietà della materia, contribuendo, contestualmente agli altri insegnamenti del primo anno, al consolidamento dei fondamenti culturali tecnico-scientifici propri di ogni ingegnere. L’insegnamento di Chimica costituisce pertanto uno strumento efficace per l’accrescimento sia della capacità di ragionamento critico che dell’uso appropriato del linguaggio scientifico.

ATOMO Costituzione del nucleo, struttura dell'atomo di idrogeno e modelli atomici di Bohr e quantistico-ondulatorio. Numeri quantici, principio di esclusione e regola di Hund Forma spaziale degli orbitali s,p,d CLASSIFICAZIONE DEGLI ELEMENTI E TAVOLA PERIODICA Configurazione elettronica degli elementi e periodicità nelle loro proprietà chimiche e fisiche Raggio atomico, energia di ionizzazione ed affinità elettronica. Suddivisione in metalli, nonmetalli e semimetalli. Generalità sui gruppi principali della tavola periodica e su alcuni metalli di transizione. LEGAME CHIMICO Il legame ionico, covalente, metallico. Legame semplice, doppio e triplo. Geometria molecolare, teoria dell'ibridazione e della risonanza. Cenni sulla teoria degli orbitali molecolari. INTERAZIONI INTERMOLECOLARI Interazioni di van der Waals e legame a idrogeno. NOMENCLATURA, FORMULE E STECHIOMETRIA Massa atomica e molecolare, mole, numero di Avogadro; definizioni ed unità di misura. Reazioni acido-base e formazione di sali. Stato di ossidazione e bilanciamento di reazioni redox. Relazioni ponderali in una reazione, reagente limitante. Reazioni di combustione. STATO GASSOSO Leggi dei gas ideali. Equazione di stato dei gas ideali. Distribuzione statistica delle energie (Boltzmann). Equazione di stato dei gas reali. STATO LIQUIDO Tensione di vapore di liquidi puri. Soluzioni e modi di esprimere la loro concentrazione. Dissociazione elettrolitica e grado di ionizzazione. Proprietà colligative di soluzioni elettrolitiche e non. Definizione di acido e base secondo Arrhenius, Brönsted e Lewis. Prodotto ionico dell'acqua. pH, pOH e idrolisi dei sali. STATO SOLIDO Cella elementare e struttura dei più semplici solidi cristallini. Reticoli cristallini. Classificazione dei solidi. EQUILIBRI TRA FASI Liquefazione dei gas. Diagramma di stato di sostanze pure (acqua e anidride carbonica). CINETICA CHIMICA E CATALISI Velocità e ordine di reazione. Equazione di Arrhenius. Energia di attivazione. Catalisi e catalizzatori. EQUILIBRIO CHIMICO Legge di azione di massa. Equilibri chimici omogenei ed eterogenei. Principio di le Chatelier ed influenza della temperatura sull'equilibrio. TERMODINAMICA CHIMICA Primo, secondo e terzo Principio. Entalpia di reazione e legge di Hess. Energia libera ed entropia in una reazione. Criterio di spontaneità . ELETTROCHIMICA Potenziale normale ed effettivo di un elettrodo. Celle elettrochimiche ed equazione di Nernst. Forza elettromotrice di una pila. Reattività di metalli con acidi ossidanti e non. Elettrolisi e leggi di Faraday. CHIMICA ORGANICA Nomenclatura e proprietà dei principali composti organici. I gruppi funzionali più comuni e le loro principali reazioni. Isomeria strutturale.

E' possibile sostenere l?esame in anticipo rispetto all?acquisizione della frequenza

I testi consigliati, scelti tra quelli elencati, saranno comunicati a lezione dal Docente titolare dell'insegnamento. ' P. Atkins, L. Jones, Principi di Chimica, Zanichelli ' Giannoccaro, Doronzo, Elementi di stechiometria, EdiSES ' Manfredotti-Lanfredi, Tiripicchio, Fondamenti di Chimica, Casa Editrice Ambrosiana ' R. Michelin A. Munari, Fondamenti di Chimica per l'ingegneria, Cedam ' Petrucci-Harwood, Chimica generale,Principi e moderne applicazioni,Piccin ' Schiavello, Palmisano, Fondamenti di Chimica, EdiSES ' M.S.Silberberg, Chimica, Mc Graw-Hill Materiale utile si trova anche sul sito della didattica online del Politecnico di Torino o nelle pagine web dei singoli corsi.

Al termine dell’insegnamento lo studente - Sarà in grado di utilizzare un linguaggio tecnico-scientifico appropriato - conoscerà la struttura atomica e le configurazioni elettroniche, comprendendone il ruolo nella determinazione delle proprietà periodiche degli elementi. - Conoscerà le diverse tipologie di legame chimico, sapendone definire le caratteristiche principali (es. energia di legame, lunghezza di legame, ordine di legame). - Saprà ricavare formule di struttura di molecole e ioni. - Sarà in grado di interpretare e bilanciare le reazioni chimiche, comprendendo le relazioni ponderali tra reagenti e prodotti. - Conoscerà struttura e proprietà dei solidi (ionici, covalenti, metallici e molecolari), nonché le proprietà chimiche e fisiche di gas, liquidi e soluzioni. - Saprà interpretare gli aspetti termodinamici e cinetici delle reazioni chimiche - Saprà interpretare gli aspetti energetici relativi a sistemi chimici ed elettrochimici. - Saprà applicare le conoscenze acquisite alla risoluzione di esercizi di calcolo relativi alle leggi dei gas, alle proprietà colligative delle soluzioni, agli equilibri chimici, alla termochimica, al pH, alle celle galvaniche e ai processi elettrolitici.

L'insegnamento si propone di fornire le basi necessarie per l'interpretazione di fenomeni chimici, per la conoscenza della struttura e delle proprietà dei solidi cristallini e per la comprensione ed il calcolo dei fenomeni energetici relativi a sistemi chimici ed elettrochimici. L'insegnamento intende fornire allo studente una solida preparazione scientifica, volta alla conoscenza, alla comprensione e alla descrizione della struttura e delle proprietà della materia, contribuendo, contestualmente agli altri insegnamenti del primo anno, al consolidamento dei fondamenti culturali tecnico-scientifici propri di ogni ingegnere. L’insegnamento di Chimica costituisce pertanto uno strumento efficace per l’accrescimento sia della capacità di ragionamento critico che dell’uso appropriato del linguaggio scientifico.

ATOMO Costituzione del nucleo, struttura dell'atomo di idrogeno e modelli atomici di Bohr e quantistico-ondulatorio. Numeri quantici, principio di esclusione e regola di Hund Forma spaziale degli orbitali s,p,d CLASSIFICAZIONE DEGLI ELEMENTI E TAVOLA PERIODICA Configurazione elettronica degli elementi e periodicità nelle loro proprietà chimiche e fisiche Raggio atomico, energia di ionizzazione ed affinità elettronica. Suddivisione in metalli, nonmetalli e semimetalli. Generalità sui gruppi principali della tavola periodica e su alcuni metalli di transizione. LEGAME CHIMICO Il legame ionico, covalente, metallico. Legame semplice, doppio e triplo. Geometria molecolare, teoria dell'ibridazione e della risonanza. Cenni sulla teoria degli orbitali molecolari. INTERAZIONI INTERMOLECOLARI Interazioni di van der Waals e legame a idrogeno. NOMENCLATURA, FORMULE E STECHIOMETRIA Massa atomica e molecolare, mole, numero di Avogadro; definizioni ed unità di misura. Reazioni acido-base e formazione di sali. Stato di ossidazione e bilanciamento di reazioni redox. Relazioni ponderali in una reazione, reagente limitante. Reazioni di combustione. STATO GASSOSO Leggi dei gas ideali. Equazione di stato dei gas ideali. Distribuzione statistica delle energie (Boltzmann). Equazione di stato dei gas reali. STATO LIQUIDO Tensione di vapore di liquidi puri. Soluzioni e modi di esprimere la loro concentrazione. Dissociazione elettrolitica e grado di ionizzazione. Proprietà colligative di soluzioni elettrolitiche e non. Definizione di acido e base secondo Arrhenius, Brönsted e Lewis. Prodotto ionico dell'acqua. pH, pOH e idrolisi dei sali. STATO SOLIDO Cella elementare e struttura dei più semplici solidi cristallini. Reticoli cristallini. Classificazione dei solidi. EQUILIBRI TRA FASI Liquefazione dei gas. Diagramma di stato di sostanze pure (acqua e anidride carbonica). CINETICA CHIMICA E CATALISI Velocità e ordine di reazione. Equazione di Arrhenius. Energia di attivazione. Catalisi e catalizzatori. EQUILIBRIO CHIMICO Legge di azione di massa. Equilibri chimici omogenei ed eterogenei. Principio di le Chatelier ed influenza della temperatura sull'equilibrio. TERMODINAMICA CHIMICA Primo, secondo e terzo Principio. Entalpia di reazione e legge di Hess. Energia libera ed entropia in una reazione. Criterio di spontaneità . ELETTROCHIMICA Potenziale normale ed effettivo di un elettrodo. Celle elettrochimiche ed equazione di Nernst. Forza elettromotrice di una pila. Reattività di metalli con acidi ossidanti e non. Elettrolisi e leggi di Faraday. CHIMICA ORGANICA Nomenclatura e proprietà dei principali composti organici. I gruppi funzionali più comuni e le loro principali reazioni. Isomeria strutturale.

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I testi consigliati, scelti tra quelli elencati, saranno comunicati a lezione dal Docente titolare dell'insegnamento. ' P. Atkins, L. Jones, Principi di Chimica, Zanichelli ' Giannoccaro, Doronzo, Elementi di stechiometria, EdiSES ' Manfredotti-Lanfredi, Tiripicchio, Fondamenti di Chimica, Casa Editrice Ambrosiana ' R. Michelin A. Munari, Fondamenti di Chimica per l'ingegneria, Cedam ' Petrucci-Harwood, Chimica generale,Principi e moderne applicazioni,Piccin ' Schiavello, Palmisano, Fondamenti di Chimica, EdiSES ' M.S.Silberberg, Chimica, Mc Graw-Hill Materiale utile si trova anche sul sito della didattica online del Politecnico di Torino o nelle pagine web dei singoli corsi.

Lo studente deve acquisire due tipologie fondamentali di conoscenze: (i) la capacità di risolvere problemi concreti mediante programmi da implementare in un linguaggio di programmazione ed eseguire su un calcolatore; (ii) la capacità di comprendere aspetti quantitativi dell’informatica quali prestazioni, capacità di calcolo, rappresentazione dell’informazione, e l’organizzazione degli elaboratori. Queste capacità vengono applicate alla soluzione di problemi di rilevanza pratica.

L’insegnamento, obbligatorio per tutti gli studenti, si propone un duplice obiettivo: da un lato, introdurre gli studenti alle problematiche legate all’informatica sia dal punto di vista “culturale� che da quello tecnologico. Dall’altro, insegnare l’uso di un linguaggio di programmazione per un elaboratore, quale strumento per la soluzione di problemi reali.

o Teoria [9 ore] + Rappresentazione dell’informazione + Architetture dei sistemi di elaborazione + Architettura software o Problem solving e algoritmi [12 ore] + diagrammi di flusso (flow chart), pseudo-codice per la risoluzione di problemi concreti complessi o Linguaggio Python (40 ore) + Tipi di dato primitivi + Variabili e costanti numeriche + Stringhe e metodi per stringhe + Input e Output di dati numerici e di stringhe + Operatori aritmetici elementari, potenze, funzioni matematiche + Variabili booleane e operatori + Costrutti di controllo di flusso (condizionali e iterativi) + Funzioni e passaggio di parametri + Liste, Insiemi, Dizionari + Strutture complesse (dizionari di insiemi e dizionari di liste) + Lettura e scrittura di file di testo + Gestione delle eccezioni

E' possibile sostenere l?esame in anticipo rispetto all?acquisizione della frequenza

• Dispense del corso a cura del docente - Concetti di informatica e fondamenti di Python (Seconda edizione), Cay Horstmann Rance D. Necaise, APOGEO, ISBN 9788891635433, http://www.apogeoeducation.com/concetti-di-informatica-e-fondamenti-di-python.html

L'insegnamento si propone di fornire agli allievi ingegneri le conoscenze e le metodologie necessarie alla modellazione ed alla rappresentazione grafica di elementi di macchine, con particolare riferimento alla normativa nazionale ed internazionale. In particolare il corso tratterà gli aspetti della normazione del disegno, dei metodi proiezione e sezione, della rappresentazione degli errori dimensionali e geometrici. Verranno inoltre descritti i principali organi meccanici, la loro normativa di rapresentazione e quotatura. Lo studente dovrà acquisire la capacità di interpretare in modo univoco e corretto disegni di particolari e complessivi, di rappresentare e quotare i più comuni organi di macchine, scegliendo autonomamente: - il numero di viste necessario alla completa rappresentazione del pezzo, - la tecnica di sezione più adatta alla morfologia del pezzo, - il sistema di quotatura più opportuno in base alle esigenze funzionali, tecnologiche o di controllo ed il calcolo dei parametri di conicità , inclinazione e rastremazione, - le tolleranze dimensionali di accoppiamento ed il loro calcolo di caratterizzazione, - le tolleranze dimensionali per quote funzionali definite mediante calcolo catena tolleranze di allocazione, - le tolleranze geometriche ed i riferimenti e i criteri di dimensionamento GD&T, - l'applicazione e il disegno degli organi meccanici di collegamento, - l’applicazione e il disegno degli organi di trasmissione. Inoltre è richiesta la capacità di realizzare schizzi manuali di componenti meccanici, realizzare modelli 3D e disegni 2D, con strumenti CAD. I casi studio affrontati durante le esercitazioni offrono un background di applicazioni indirizzato a problemi comuni riscontrabili nella pratica professionale.

Il linguaggio base di tutte le attività ingegneristiche è rappresentato, nella maggior parte dei casi, dal disegno che coinvolge l'ingegnere in due attività distinte: la modellazione e la comunicazione. Nell'attività di progettazione ed analisi di sistemi, processi ed impianti industriali, tipici dell'ingegneria industriale, l'ingegnere utilizza il disegno per la scelta della soluzione costruttiva, l'effettuazione dei calcoli di progetto, con le analisi tecnico-economiche comparate delle diverse soluzioni; in questo senso il disegno non si presenta solo come un'attività puramente grafica, ma come la sintesi dell'elevato patrimonio conoscitivo dell'ingegnere in un prodotto rispondente a delle specifiche funzionali, produttive ed economiche. Nella realtà produttiva attuale, il disegno tecnico è un documento per comunicare, in maniera completa, precisa, univoca e rigorosa, tutte le informazioni di un componente industriale con l'obiettivo principale della sua fabbricazione. Il corso fornisce le nozioni teoriche relative alla formalizzazione della forma, delle dimensioni e delle informazioni tecnologiche, dimensionali e geometriche che permetteranno allo studente di redigere il disegno tecnico completo un qualunque particolare meccanico. Vengono introdotti i principi e le regole di quotatura funzionale con tolleranze dimensionali e i metodi per la risoluzione delle catene di tolleranze e vengono introdotte le tolleranze geometriche ed i criteri per il loro controllo.

INTRODUZIONE AL DISEGNO TECNICO [2 ore]: Il disegno come linguaggio grafico per la comunicazione di informazioni tecniche. Collocazione del disegno nel ciclo di vita del prodotto. Il prototipo digitale. Normazione ed unificazione nell'ambito del disegno tecnico: scale, formati dei fogli, linee e simbologia grafica. PROIEZIONI ORTOGONALI [4 ore]: Le proiezioni ortografiche di solidi: proiezioni centrali e parallele, proiezioni ortogonali ed oblique, assonometrie e proiezioni ortografiche. Disposizione delle viste secondo il metodo del primo e del terzo diedro (Europeo, Americano). Le viste ausiliarie. Particolarità di rappresentazione (spigoli virtuali, spianature, viste interrotte di pezzi di grandi dimensioni, particolari ingranditi, viste di dettaglio). Compenetrazione di solidi notevoli (cilindro scanalato, cilindro spianato, foro radiale su albero cilindrico pieno e cavo, cava di linguetta/chiavetta). SEZIONI [4 ore]: Le sezioni, la loro necessità e le relative norme di rappresentazione. Campitura e caratterizzazione del materiale. Campitura di assiemi. Casi particolari (solidi sottili, particolari di grandi dimensioni, nervature) ed eccezioni (particolari standardizzati, solidi pieni, alberi, cuscinetti). Metodologie di sezione: ad un piano, a piani paralleli, piani concorrenti, con superfici di forma qualsiasi, semisezioni, sezioni parziali, sezioni ribaltate in loco, poste in vicinanza e successive) QUOTATURA [5 ore]: Gli elementi delle quote, la loro disposizione e le relative normative. Classificazione delle quote (grandezza e dimensione) e criteri di disposizione. I sistemi di quotatura (tecnologico, funzionale e di controllo). La disposizione delle quote (serie, parallelo, combinata, sovrapposta in coordinate). Quotatura di elementi circolari (cerchi e cilindri o fori). Particolarità di quotatura (pattern di fori, raccordi, smussi, archi, angoli, corde, sfere, quadri). Note a margine per semplificare la quotatura. Quotatura di pezzi simmetrici e in semisezione. Descrizione, calcolo e prescrizione di conicità , inclinazione e rastremazione. Quotatura tecnologica dei principali processi produttivi per asportazione di truciolo (tornitura, fresatura, foratura) per oggetti plastici di stampaggio, pressofusione e fusione in sabbia (piano separazione stampi ed angoli di spoglia). Sovrametalli di lavorazione. LA RAPPRESENTAZIONE DEGLI ERRORI DIMENSIONALI [6 ore]: Le tolleranze dimensionali e la loro giustificazione nei confronti degli obiettivi tecnici, economici, logistici e commerciali. Cenni sugli strumenti di controllo: calibri differenziali. Definizione degli accoppiamenti: con gioco, con interferenza, incerto. Caratterizzazione degli accoppiamenti in condizione di minimo e massimo materiale. Definizioni: albero e foro, dimensioni nominali, linea dello zero, dimensioni limite, scostamenti e loro calcolo. Rappresentazione grafica del campo di tolleranza dimensionale. Il sistema di tolleranze secondo la normativa ISO. Gradi di tolleranza e posizioni standardizzate (scostamenti). Esempi di caratterizzazione dell’accoppiamento definito con tolleranze ISO e loro rappresentazione grafica. Rappresentazione delle tolleranze nei disegni di parte e di assieme. Tolleranze generali per dimensioni, angoli, smussi e raccordi e relativi gradi di precisione. I collegamenti foro-base ed albero-base. Criteri per la scelta delle tolleranze dimensionali ed accoppiamenti raccomandati. Disegni di parte e disegni di complessivo. Indicazioni nel disegno di complessivo (numeri di posizione, distinta base). FINITURA SUPERFICIALE [1 ore]: Definizione matematica del parametro di rugosità media ed altri parametri di rugosità . Influenza su resistenza meccanica statica e a fatica, resistenza alla corrosione, usura, forzamento dell’accoppiamento. Misura della rugosità (cenni). Indicazione a disegno. Simboli di orientamento della tessitura di lavorazione. Valori tipici di rugosità dei processi produttivi. Legame tra precisione dimensionale e rugosità . La rettifica e le gole di scarico per rettifica. CALCOLO CATENA TOLLERANZE [4 ore]: Identificazione delle quote funzionali a partire dai disegni di assieme. Impostazione della sequenza ordinata di quote (origine, verso di percorrenza, vettori quota). Catena tolleranze di parte, di assieme ed allocazione delle tolleranze. Confronto tra quotatura funzionale e tecnologica. Trasferimento tecnologico di quote funzionali. Fattore geometrico. TOLLERANZE GEOMETRICHE [21 ore]: Termini e concetti di base. Tolleranze di forma (rettilineità , planarità , circolarità , cilindricità e loro applicazione. Sistemi di riferimento (definizione e scelta del DRF, shift applicato a FOS, FOS datum pattern e riferimenti parziali) ed esempi applicativi. Tolleranze di orientamento (parallelismo, perpendicolarità , inclinazione) ed esempi. Tolleranze di posizione (condizione virtuale, bonus, shift). Pattern di FOS cartesiani e polari. Impiego dei modificatori di minimo e massimo materiale. Zona di tolleranza proiettata. Tolleranze di concentricità , simmetria ed oscillazione. Tolleranze di profilo. Confronto tra ASME e ISO. COLLEGAMENTI MECCANICI [6 ore]: Filettature: La filettatura Iso triangolare e la forma del suo profilo. Angolo dell’elica passo, diametri nominale e di nocciolo. Dimensioni dei raccordi e degli smussi del profilo. Senso di avvolgimento dell’elica e numero di principi di filettatura. Dimensioni nominali e passi standardizzati (fini e grossi). Altre tipologie di filettature (trapezoidale, quadra, dente di sega, Edison). Filettature Withworth e Gas (a tenuta e non a tenuta) e loro indicazione a disegno. Rappresentazione convenzionale e quotatura di viti e madreviti in vista ed in sezione. Rappresentazione nel disegno di assieme. Quotatura dei fori ciechi filettati e relazione con il processo di lavorazione e controllo. Necessità delle gole di scarico per filettatura, descrizione della loro forma e quotatura. Organi filettati: Definizioni. Forma delle teste e delle estremità delle viti. Collegamenti con viti: vite mordente, passante e prigioniera. Dimensionamento delle profondità di foratura e filettatura. Disegno delle teste esagonali in proiezione ortogonale. Dadi e ghiere filettate. Dispositivi antisvitamento (rosette, rosette elastiche, copiglie) e loro applicazione. Designazione degli elementi filettati nella distinta dei materiali. Calcolo della tolleranza di posizione nel serraggio delle parti (Fixed and Floating Fasteners Formulas) COLLEGAMENTI NON FILETTATI [2 ore]: : Perni e spine: Funzione di riferimento o di collegamento. Criteri di montaggio delle spine: scelta delle tolleranze di accoppiamento. Spine cilindriche, elastiche, coniche e ad intagli. Campi di applicazione ed indicazioni per il montaggio. Anelli elastici: Tipologie: per esterni, per interni, ad inserimento radiale. Sequenza ed attrezzi per il montaggio. Dimensione e quotatura delle gole per anelli elastici, comprensive di tolleranze e vincolo funzionale sul carico assiale massimo. Collegamenti albero mozzo con linguette e chiavette: Descrizione delle dimensioni della cava in funzione del funzionamento del collegamento a taglio o a compressione. Forme tipiche delle chiavette e relative cave di montaggio su albero. Dimensioni e tolleranze. Smontaggio delle chiavette. Forme tipiche delle linguette e tolleranze di accoppiamento con le cave. Lavorazione e quotatura delle cave. Esecuzioni particolari di linguette e loro utilizzo. Accoppiamenti scanalati: Accoppiamenti scanalati con fianchi paralleli e ad evolvente. Centraggio interno, esterno o sui fianchi e processi di lavorazione. Rappresentazione convenzionale e simboli di quotatura convenzionale. Rappresentazione degli assiemi scanalati. Tolleranze dimensionali e geometriche tipiche. ORGANI DI TRASMISSIONE DEL MOTO [3 ore]: Ruote dentate: Proprietà dell’evolvente, sua descrizione matematica e sua discretizzazione o rappresentazione parametrica. Cenni sui processi di taglio delle ruote dentate. Rappresentazione convenzionale di ruote dentate cilindriche a denti dritti, elicoidali, coniche ed indicazione del senso dell’elica. Rappresentazione della ruota singola e di un assieme (rotismo elementare) per i suddetti casi. Quotatura con separazione dei dati: quotatura per le operazioni di tornitura e tabella integrativa con le caratteristiche del dente. Tolleranze dimensionali e geometriche tipiche. Cenni sugli strumenti di misura dedicati. Trasmissione con flessibili: Cinghie e pulegge piatte ed esempi di quotatura. Prescrizione della bombatura. Cinghie e pulegge trapezioidali: dimensioni standardizzate ed esempi di quotatura. Cenni su cinghie e pulegge Poly-V dentate. Trasmissione con catene: forma delle ruote dentate per catene, sezioni tipiche delle maglie per catene.

Modalita di esame: Prova scritta (in aula);
Exam: Written test;
... MODALITÀ DI ESAME: L'esame consiste in una “prova scritta integrata� contenente una prova grafica e 7 domande relative agli argomenti spiegati a lezione (proiezioni, sezioni, quotatura, tolleranze dimensionali, tolleranze geometriche, quotatura GPS, accoppiamenti, rugosità , filettature, collegamenti filettati, collegamenti non filettati, trasmissione del moto). I vantaggi della prova scritta integrata sono i seguenti: -Risulta più facile lo svolgimento dell’esame e la correzione è più oggettiva e facile da comprendere. -Non si propaga l'errore. -La prova grafica con l'aggiunta di domande di teoria ed esercizi è considerata esaustiva e permette la registrazione diretta del voto. -Non è necessaria una ulteriore sessione orale, per cui lo studente è tenuto a presentarsi una sola volta e i voti verranno caricati sul portale in una unica

1. E. Chirone, S. Tornincasa, Disegno Tecnico Industriale, vol. I e II, Ed. Il Capitello, Torino. 2. S. Tornincasa, A. Zompì, E. Vezzetti, S. Moos: Quotatura funzionale degli organi di macchine, Ed. CLUT, Torino. 3. S. Tornincasa, Technical product documentation using ISO GPS - ASME GD&T Standards, Ed. Il Capitello, Torino. E-book 4. Foley, van Dam, Feiner, Hughes - Computer Graphics: Principles and Practice, Addison-Wesley – 1997 5. Jami J. Shah, Martti Mäntylä - Parametric and Feature-Based CAD / CAM - John Wiley & Sons - 1995 Michael E. Mortenson - Geometric Modeling - Second Edition - John Wiley & Sons, 1997 Criteri, regole e procedure per l'esame fino all'A.A.2019/20 compreso

The course offers the students the knowledge and methodologies required for modeling and graphic representation of machine components, with particular reference to national and international standards. In particular, the course will deal with aspects of design standardisation, projection and section methods, representation of dimensional and geometric errors. The main mechanical parts will also be described, as well as their representation and dimensioning regulations. The students are expected to acquire the ability to represent and to dimension the most common industrial components, considering their functional and manufacturing requirements, as well as interpreting unambiguously and correctly drawings of parts and assemblies. The module therefore intends to provide undergraduate engineers the knowledge and methodologies necessary for components modeling and graphic description, in accordance to national and international Standards. In more detail, the course deal with the drawing norms, the projection and section methods, the representation of dimensional and geometrical errors. The main mechical parts will be described, with the corresponding norms for representation and dimensioning. Students need to acquire the abilities of interpreting univocally and correctly drawings of parts and assemblies, of representing and dimensioning common machine parts, and choosing autonomously: - the required number of views for a complete representation of the part, - the section techninque more fitting to the part morphology, - the dimensioning method more suitable for describing the functional, techinological and checking requirements and to calculate taper and inclination parameters, - the dimensional tolerances for fits, and their characterization, - the dimensionale tolerances for functional dimension defined by tolerance stack-up analysis - then geometrical tolerances and their datums, - the application and drawing of mechanical connection parts. The study cases proposed during the practice hours offer an application background oriented to common problems that can be found in the professional career. Moreover it is required the cability to manually sketch drawings of mechanical components, to produce 3D models and 2D drawings with Cad tools. The practice assignments offer a background of applications related to common problems and solutions found in the engineering practice.

The basic language of all engineering activities is represented, in the majority of cases, by design processes that involve the engineer in two distinct activities: modeling and communication. In areas such as systems design and analysis, industrial plants and processes, which are typical fields of automotive engineering, the engineer uses technical drawings in order to identify construction solutions, carry out design calculations, and perform a technical-economic comparative analysis of the various solutions. In this sense, technical drawing is not merely a graphical exercise, but becomes a synthesis of the engineer's expertise about a product which must respect economic, manufacturing and functional specifications. Today, the engineering drawing is a document to communicate, in a complete, precise, unambiguous and rigorous way, all information of an industrial component with the main objective of its manufacturing. The course provides the theoretical notions related to the formalization of shape, dimensions, technological, dimensional and geometrical information that will permit the student to make the technical drawing of any mechanical part.

INTRODUCTION TO TECHNICAL DRAWING [4 hours]: Drawing as a graphic language for the communication of technical information. Placement of the drawing in the life cycle of the product. The digital prototype. Standardisation and unification in the technical drawing field: scales, sheet sizes, lines and graphic symbols. ORTOGONAL PROJECTIONS [5 hours]: Orthographic projections of solids: central and parallel projections, orthogonal and oblique projections, axonometries and orthographic projections. Arrangement of the views according to the first and third angle methods (European and American standards). Auxiliary views. Representation of features (virtual edges, flattened surfaces, interrupted views of large parts, detail views). Compenetration of basic solids (flattened cylinder, radial hole on solid and hollow cylindrical shaft, keyways). SECTIONS [6 hours]: Sections, their necessity and their representation standards. Hatching and characterization of the material. Hatching of assemblies. Special cases (thin solids, large parts, ribs) and exceptions (standardised parts, solids, shafts, bearings). Section methodologies: full section, offset section, aligned sections, section with general surface, half-sections, broken-out sections, revolved section, offset sections) DIMENSIONING [5 hours]: The elements of dimensions, their layout and the relevant regulations. Classification of the dimensions (size and location) and criteria for their arrangement. Dimensioning systems (technological, functional and for inspection). The arrangement of the dimensions (series, parallel, combined, superimposed coordinates). Dimensioning of circular elements (circles and cylinders or holes). Special dimensioning features (pattern of holes, fittings, chamfers, arcs, angles, ropes, spheres, squares). Margin notes to simplify dimensioning. Dimensioning of symmetrical and semi-sectioned parts. Description, calculation and prescription of taper, inclination and tilt. Technological dimensioning of the main production processes for chip removal (turning, milling, drilling) for plastic objects obtained by moulding, die-casting and sand casting (die separation plane and rake angles). Processing material allowance. REPRESENTATION OF DIMENSIONAL ERRORS [7 hours]: Dimensional tolerances and their justification with respect to technical, economic, logistical and commercial objectives. Notes on control instruments: differential gauges. Definition of fits: clearance, interference, transitional. Characterization of the fits in minimum and maximum material conditions. Definitions: shaft and hole, nominal dimensions, basic size line, limit dimensions, deviations and their calculation. Graphic representation of the dimensional tolerance range. The system of tolerances according to the ISO standard. Tolerance grades and fundamental deviations. Examples of fit characterization with ISO tolerances and their graphical representation. Representation of tolerances for part and assembly drawings. General tolerances for dimensions, angles, chamfers and fittings and their relative degrees of precision. The basic-hole and basic-shaft systems. Criteria for the selection of recommended dimensional tolerances and fits. Part drawings and assembly drawings. Indications in the assembly drawing (position numbers, bill of materials). ROUGHNESS [2 hours]: Mathematical definition of the average roughness parameter and other roughness parameters. Influence on static and fatigue mechanical strength, corrosion resistance, wear, coupling forcing. Measurement of roughness. Indication on drawing. Symbols of orientation of the roughness texture. Typical values of roughness of main production processes. Dependency between dimensional accuracy and roughness. The grinding process and the grinding grooves. TOLERANCE STACK-UP ANALYSIS [5 hours]: Identification of the functional dimensions ON the assembly drawings. Setting of the ordered sequence of dimensions (origin, direction, dimension vectors). Stack-ups of parts and assemblies. Tolerance allocation. Comparison between functional and technological dimensioning. Technological transfer of functional dimensions. Geometric factor. GEOMETRIC TOLERANCES [9 hours]: Basic terms and concepts. Form tolerances (straightness, flatness, circularity, cylindricity and their application. Reference systems (definition and choice of DRF, shift applied to FOS, FOS datum pattern and partial references) and application examples. Orientation tolerances (parallelism, perpendicularity, inclination) and examples. Position tolerances (virtual condition, bonus, shift). Use of codatum. Pattern of Cartesian and polar FOS. Use of minimum and maximum modifiers. Projected tolerance zone. Tolerances of concentricity, symmetry and oscillation. Profile tolerances. Comparison between ASME and ISO. CONNECTIONS [6 hours]: Threads: The Iso triangular thread and its profile. Helix angle pitch, major and minor diameters. Dimensions of the profile fillets and chamfers. Direction of the helix winding and multiple threads. Standard dimensions and pitches (fine and coarse). Thread types (trapezoidal, square, buttress, Edison). Withworth and Gas threads (sealed and non-tight) and their indication on drawing. Conventional representation and dimensioning of visible and sectioned screws and nuts. Representation in the assembly drawing. Dimensioning of threaded blind holes and relationship with the machining process and inspection. Threads grooves and description of their shape and dimensioning. Threaded parts: Definitions. Shape of the heads and points of the screws. Screw connections: cap screw, bolt and captive screw. Dimensioning of drilling and threading depths. Drawing of hexagonal heads in orthogonal projection. Threaded nuts and ring nuts. Locknuts (devices to avoid unscrewing): washers, spring washers, cotter pins and their application. Designation of the threaded elements in the bill of materials. Dimensional tolerances of the threaded elements. Calculation of the position tolerance when tightening parts (Fixed and Floating Fasteners Formulas) Pins and coupling pins: Reference or connection function. Coupling pins mounting criteria: choice of coupling tolerances. Cylindrical, elastic, conical and slotted pins. Areas of application and mounting instructions. Retaining rings: Types: axially assembled, radially assembled. Mounting sequence and tools. Size and dimensioning of the grooves for retaining rings, including tolerances and functional constraints on the maximum axial load. Hub and shaft connections with keys and parallel keys: Description of the slot dimensions depending on the shear or compression stress of the connection. Typical key shapes and corresponding shaft mounting slots. Dimensions and tolerances. Typical key tolerances and fits with keyways. Machining and dimensioning of the slots. Special executions of tabs and their use. Splines: Splines with parallel and involute flanks. Internal, external or flank centering and its relationship with the machining processes. Conventional representation and symbols. Conventional dimensioning. Representation of spline assemblies. Typical dimensional and geometric tolerances. TRANSMISSION [3 hours]: Gears: Property of the involute curve, its mathematical description and its discretization or parametric representation. Notes on the machining processes of gears. Conventional representation of cylindrical gears with straight, helical and conical teeth and indication of the helix windings. Representation of a single gear and assembled gears. Dimensioning with data separation: dimensioning for turning operations and additional table with teeth characteristics. Typical dimensional and geometric tolerances. Notes on special inspection instruments. Transmission with belts and sprockets: Flat belts and pulleys and dimensioning examples. Crowning. Trapezoidal belts and pulleys: standardised dimensions and dimensioning examples. Notes on Poly-V belts and pulleys. Sprockets: shape of sprockets, typical sections of chain links. BEARINGS [3 hours]: Sliding bearings. Mounting tolerances, surface finish, lubrication systems. Rolling bearings: General structure (rings, cage, rolling elements), types of rolling elements, designs and their ISO designation. Diameter and dimensional series. Mounting shemes for radial bearings and the problem of thermal expansion. Locking of the bearings: shoulders, spacers, circlips, ring nuts, lock washers. Axial bearings: mounting criteria (clearance and coupling) for single-effect, double-effect and self-aligning bearings. Geometrical constraints in mounting with self-aligning and radial bearings to ensure orientable axis. Preload systems. Mounting of face to face and back to back of angular contact bearings and adjustment devices. Housings: dimensions and fittings, shoulders, surface roughness, criteria for choosing the fit dimensional tolerances, dimensioning the seats with geometric tolerances. Lubrication devices. Sealing components: felt rings and their grooves, shaft seals, V-rings, O-rings and groove sizing and their tolerances. Seat tolerances and surface finishes of active surfaces. Labyrinth seals. ASSEMBLY DRAWING ANALYSIS [3 HOURS]: Sealings of hydraulic actuators, electric motor (radial bearings), circular saw spindle (radial bearings and labyrinth seals), column drill (pulley, key, ring nuts, axial and radial bearings, rack and pinion), Grinding wheel (double oblique bearings), manual drill with speed change (bearings, gearbox, front tooth clutch), 3rd slider of the lathe (axial bearings, threaded nuts, graduated drum adjustment), truck differential (bevel gears and angular contact bearings), milling gearbox (bevel gears with positional adjustment system)

... The graphic test ensures that the student has the ability to represent and dimension common machine parts, autonomously choosing the minimum number of views required for the complete representation of the part, the section technique best suited to the morphology of the part, the most appropriate dimensioning system based on functional, technological or control requirements, dimensional tolerances of fit, geometric tolerances and DRF. The student should also be able to represent and dimension the mechanical connections, applying the appropriate standards. At the same time, the ability to perform dimensional fit calculations, with geometrical tolerances, the characterisation of the taper, tilt and taper parameters, the tolerance stack-up calculation on simple assemblies will be tested. The test is evaluated according to the quality of the graphic representation, the correctness of the graphic representation, the dimensions, the ability to perform the required calculations. The verification of the theoretical skills possessed by the student, with particular reference to national and international standards, is evaluated with a series of questions included in the graphic test. The duration of the test does not exceed 3 hours and allows to obtain the maximum evaluation of 30L/30.

1. S. Tornincasa,Technical product documentation using ISO GPS - ASME GD&T standards, Ed. Il Capitello 2018 2. Colin H. Simmons, Dennis E. Maguire "Manual of Engineering Drawing", 2nd edition, e-copy of textbook, Elsevier, 2004 3. B. Griffith, Engineering drawing for manufacture, Kogan page science 3) C. Jensen, J. D. Helsel, Engineering drawing and design, Mc Graw-Hill 4. Frederick E. Giesecke et al. “Technical Drawing�, Textbook (hardcopy) Pearson 2009

Recognition of the IELTS certificate (or other certificate included in the list of Certificates accepted or exemptions in substitution for IELTS at Politecnico di Torino) of the level requested as admission requirement for a Bachelor's Degree Programme held in English.

Modalita di esame: Certificazione;
Exam: Certificate;
... -

• Conoscenza e capacità di comprensione (acquisizione delle basi teoriche e sperimentali della meccanica e della termodinamica e comprensione critica delle loro leggi; avvio alla comprensione del metodo scientifico, della natura e delle modalità della ricerca in Fisica). - Applicazione pratica delle conoscenze acquisite (capacità di identificazione degli elementi essenziali di un fenomeno, in termini di ordine di grandezza e di livello di approssimazione necessario; capacità di applicazione delle leggi e delle teorie a situazioni concrete mediante la risoluzione di problemi). - Apprendimento delle nozioni propedeutiche agli insegnamenti comuni e di indirizzo dei Corsi di Laurea di riferimento.

L’obiettivo principale dell'Insegnamento di Fisica I è di fornire allo studente una solida preparazione scientifica di base volta alla conoscenza, alla comprensione e alla descrizione quantitativa delle leggi fondamentali della natura, per quanto principalmente attiene alla meccanica e alla termodinamica. A tale scopo, l'insegnamento mira a dotare gli studenti dei necessari strumenti culturali e metodologici.

INTRODUZIONE I ll metodo sperimentale e le grandezze fisiche. L’operazione di misurazione. Dimensioni delle osservabili fisiche e unità di misura. Tipi di incertezze sperimentali e propagazione delle incertezze. CINEMATICA del punto. Richiami di calcolo vettoriale. Sistemi di riferimento. Posizione e spostamento, velocità , accelerazione in una e più dimensioni. Moto uniforme. Moto uniformemente accelerato. Moto vario. Moto in coordinate polari e cilindriche. Coordinate intrinseche (accelerazione tangenziale e normale). Moto circolare ed altri esempi. Cinematica dei moti relativi: leggi di composizione delle velocità e delle accelerazioni. DINAMICA del punto. Leggi di Newton. Forza e massa. Sistemi di riferimento inerziali. Forze in natura. Forze centrali. Forza di gravità . Forza elastica. Forze vincolari. Attrito statico e dinamico. Attrito viscoso. Sistemi di riferimento non inerziali: forze d’inerzia o apparenti. Lavoro ed energia cinetica: definizione di lavoro, teorema dell’energia cinetica. Energia potenziale e conservazione dell’energia: campi conservativi di forze ed energia potenziale. Conservazione dell’energia meccanica. Esempi ed applicazioni. Oscillatore armonico: moto armonico semplice, cenni al moto armonico smorzato e forzato e al concetto di risonanza. Quantità di moto e momento angolare: quantità di moto e teorema dell’impulso. Momento della forza e momento angolare. Il teorema del momento angolare. Legge di gravitazione universale. Leggi di Keplero. Legge di gravitazione di Newton, massa inerziale e gravitazionale. Principio di sovrapposizione degli effetti. Campo gravitazionale generato da una massa. Linee di campo e flusso. Potenziale gravitazionale. Teorema di Gauss per il campo gravitazionale. Campo generato da una distribuzione di massa a simmetria sferica ed altri esempi. DINAMICA dei Sistemi di più particelle e URTI. Sistemi discreti e continui. Forze interne ed esterne. Centro di massa. Quantità di moto di un sistema di punti materiali. Teorema del centro di massa (I equazione cardinale della dinamica) e conservazione della quantità di moto. Momento angolare di un sistema: Teorema del momento angolare (II equazione cardinale della dinamica) e conservazione del momento angolare. Riferimento del centro di massa e teoremi di Koenig. Urti: quantità di moto ed energia cinetica negli urti. Urti elastici e anelastici di I e II specie. DINAMICA e STATICA del Corpo Rigido. Definizione di corpo rigido. Corpo rigido in pura traslazione. Corpo rigido in rotazione attorno a un asse fisso. Momento di inerzia. Teorema di Huygens-Steiner. Energia cinetica di un corpo rigido. Moto di rotolamento senza e con strisciamento. Leggi di conservazione per il moto di un corpo rigido. Condizioni di equilibrio di un corpo rigido. Esempi ed applicazioni. MECCANICA DEI FLUIDI. Pressione. Statica dei fluidi: legge di Stevino. Leggi di Pascal e di Archimede. Dinamica dei fluidi ideali: linee di flusso e tubo di flusso. Portata. Teorema di Bernoulli. Esempi ed applicazioni. Cenni sul moto viscoso. TERMODINAMICA: calorimetria, I principio e gas perfetti. Termometria, trasmissione del calore. Equilibrio termodinamico e variabili di stato. Trasformazioni termodinamiche: reversibili e irreversibili. Trasformazioni adiabatiche, isoterme, isobare e isocore. Primo principio della Termodinamica, energia interna. Calorimetria. Gas perfetti. Cenni alla teoria cinetica dei gas. Calore, lavoro ed energia interna. Applicazioni del I principio ai gas perfetti (relazione di Mayer, trasformazioni isoterme e adiabatiche). TERMODINAMICA: II principio ed entropia. Secondo principio della Termodinamica: enunciati di Kelvin e di Clausius. Macchine termiche e frigorifere. Rendimento ed efficienza. Ciclo di Carnot ed altri cicli. Teorema di Carnot. Temperatura termodinamica. Teorema di Clausius. Entropia.

E' possibile sostenere l?esame in anticipo rispetto all?acquisizione della frequenza

P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, Fisica, vol. I, seconda edizione, EdiSes editore S. Focardi, I. Massa, A. Uguzzoni, M. Villa. Fisica generale - Meccanica e Termodinamica, seconda edizione, Casa Editrice Ambrosiana

• Conoscenza e capacità di comprensione (acquisizione delle basi teoriche e sperimentali della meccanica e della termodinamica e comprensione critica delle loro leggi; avvio alla comprensione del metodo scientifico, della natura e delle modalità della ricerca in Fisica). - Applicazione pratica delle conoscenze acquisite (capacità di identificazione degli elementi essenziali di un fenomeno, in termini di ordine di grandezza e di livello di approssimazione necessario; capacità di applicazione delle leggi e delle teorie a situazioni concrete mediante la risoluzione di problemi). - Apprendimento delle nozioni propedeutiche agli insegnamenti comuni e di indirizzo dei Corsi di Laurea di riferimento

L’ obiettivo principale dell'Insegnamentodi Fisica I è di fornire allo studente una solida preparazione scientifica di base volta alla conoscenza, alla comprensione e alla descrizione quantitativa delle leggi fondamentali della natura, per quanto principalmente attiene alla meccanica e alla termodinamica. A tale scopo, l'Insegnamento mira a dotare gli studenti dei necessari strumenti culturali e metodologici.

INTRODUZIONE I ll metodo sperimentale e le grandezze fisiche. L’operazione di misurazione. Dimensioni delle osservabili fisiche e unità di misura. Tipi di incertezze sperimentali e propagazione delle incertezze. CINEMATICA del punto. Richiami di calcolo vettoriale. Sistemi di riferimento. Posizione e spostamento, velocità , accelerazione in una e più dimensioni. Moto uniforme. Moto uniformemente accelerato. Moto vario. Moto in coordinate polari e cilindriche. Coordinate intrinseche (accelerazione tangenziale e normale). Moto circolare ed altri esempi. Cinematica dei moti relativi: leggi di composizione delle velocità e delle accelerazioni. DINAMICA del punto. Leggi di Newton. Forza e massa. Sistemi di riferimento inerziali. Forze in natura. Forze centrali. Forza di gravità . Forza elastica. Forze vincolari. Attrito statico e dinamico. Attrito viscoso. Sistemi di riferimento non inerziali: forze d’inerzia o apparenti. Lavoro ed energia cinetica: definizione di lavoro, teorema dell’energia cinetica. Energia potenziale e conservazione dell’energia: campi conservativi di forze ed energia potenziale. Conservazione dell’energia meccanica. Esempi ed applicazioni. Oscillatore armonico: moto armonico semplice, cenni al moto armonico smorzato e forzato e al concetto di risonanza. Quantità di moto e momento angolare: quantità di moto e teorema dell’impulso. Momento della forza e momento angolare. Il teorema del momento angolare. Legge di gravitazione universale. Leggi di Keplero. Legge di gravitazione di Newton, massa inerziale e gravitazionale. Principio di sovrapposizione degli effetti. Campo gravitazionale generato da una massa. Linee di campo e flusso. Potenziale gravitazionale. Teorema di Gauss per il campo gravitazionale. Campo generato da una distribuzione di massa a simmetria sferica ed altri esempi. DINAMICA dei Sistemi di più particelle e URTI. Sistemi discreti e continui. Forze interne ed esterne. Centro di massa. Quantità di moto di un sistema di punti materiali. Teorema del centro di massa (I equazione cardinale della dinamica) e conservazione della quantità di moto. Momento angolare di un sistema: Teorema del momento angolare (II equazione cardinale della dinamica) e conservazione del momento angolare. Riferimento del centro di massa e teoremi di Koenig. Urti: quantità di moto ed energia cinetica negli urti. Urti elastici e anelastici di I e II specie. DINAMICA e STATICA del Corpo Rigido. Definizione di corpo rigido. Corpo rigido in pura traslazione. Corpo rigido in rotazione attorno a un asse fisso. Momento di inerzia. Teorema di Huygens-Steiner. Energia cinetica di un corpo rigido. Moto di rotolamento senza e con strisciamento. Leggi di conservazione per il moto di un corpo rigido. Condizioni di equilibrio di un corpo rigido. Esempi ed applicazioni. MECCANICA DEI FLUIDI. Pressione. Statica dei fluidi: legge di Stevino. Leggi di Pascal e di Archimede. Dinamica dei fluidi ideali: linee di flusso e tubo di flusso. Portata. Teorema di Bernoulli. Esempi ed applicazioni. Cenni sul moto viscoso. TERMODINAMICA: calorimetria, I principio e gas perfetti. Termometria, trasmissione del calore. Equilibrio termodinamico e variabili di stato. Trasformazioni termodinamiche: reversibili e irreversibili. Trasformazioni adiabatiche, isoterme, isobare e isocore. Primo principio della Termodinamica, energia interna. Calorimetria. Gas perfetti. Cenni alla teoria cinetica dei gas. Calore, lavoro ed energia interna. Applicazioni del I principio ai gas perfetti (relazione di Mayer, trasformazioni isoterme e adiabatiche). TERMODINAMICA: II principio ed entropia. Secondo principio della Termodinamica: enunciati di Kelvin e di Clausius. Macchine termiche e frigorifere. Rendimento ed efficienza. Ciclo di Carnot ed altri cicli. Teorema di Carnot. Temperatura termodinamica. Teorema di Clausius. Entropia.

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P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, Fisica, vol. I, seconda edizione, EdiSes editore S. Focardi, I. Massa, A. Uguzzoni, M. Villa. Fisica generale - Meccanica e Termodinamica, seconda edizione, Casa Editrice Ambrosiana

Lo studente deve acquisire due tipologie fondamentali di conoscenze: (i) la capacità di risolvere problemi concreti mediante programmi da implementare in un linguaggio di programmazione ed eseguire su un calcolatore; (ii) la capacità di comprendere aspetti quantitativi dell’informatica quali prestazioni, capacità di calcolo, rappresentazione dell’informazione, e l’organizzazione degli elaboratori. Queste capacità vengono applicate alla soluzione di problemi di rilevanza pratica.

L’insegnamento, obbligatorio per tutti gli studenti, si propone un duplice obiettivo: da un lato, introdurre gli studenti alle problematiche legate all’informatica sia dal punto di vista “culturale� che da quello tecnologico. Dall’altro, insegnare l’uso di un linguaggio di programmazione per un elaboratore, quale strumento per la soluzione di problemi reali.

o Teoria [8 ore] + Rappresentazione dell’informazione + Architetture dei sistemi di elaborazione + Architettura software o Problem solving e algoritmi [12 ore] + diagrammi di flusso (flow chart), pseudo-codice per la risoluzione di problemi concreti complessi o Linguaggio Python (40 ore) + Tipi di dato primitivi + Variabili e costanti numeriche + Stringhe e metodi per stringhe + Input e Output di dati numerici e di stringhe + Operatori aritmetici elementari, potenze, funzioni matematiche + Variabili booleane e operatori + Costrutti di controllo di flusso (condizionali e iterativi) + Funzioni e passaggio di parametri + Liste, Insiemi, Dizionari + Strutture complesse (dizionari di insiemi e dizionari di liste) + Lettura e scrittura di file di testo + Gestione delle eccezioni

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• Dispense del corso a cura del docente - Concetti di informatica e fondamenti di Python (Seconda edizione), Cay Horstmann Rance D. Necaise, APOGEO, ISBN 9788891635433, http://www.apogeoeducation.com/concetti-di-informatica-e-fondamenti-di-python.html

Lo studente deve acquisire due tipologie fondamentali di conoscenze: (i) la capacità di risolvere problemi concreti mediante programmi da implementare in un linguaggio di programmazione ed eseguire su un calcolatore; (ii) la capacità di comprendere aspetti quantitativi dell’informatica quali prestazioni, capacità di calcolo, rappresentazione dell’informazione, e l’organizzazione degli elaboratori. Queste capacità vengono applicate alla soluzione di problemi di rilevanza pratica.

L’insegnamento, obbligatorio per tutti gli studenti, si propone un duplice obiettivo: da un lato, introdurre gli studenti alle problematiche legate all’informatica sia dal punto di vista “culturale� che da quello tecnologico. Dall’altro, insegnare l’uso di un linguaggio di programmazione per un elaboratore, quale strumento per la soluzione di problemi reali.

o Teoria [6 ore] + Rappresentazione dell’informazione + Architetture dei sistemi di elaborazione + Architettura software o Problem solving e algoritmi [14 ore] + diagrammi di flusso (flow chart), pseudo-codice per la risoluzione ad alto livello di problemi concreti + soluzione di problemi tramite raffinamenti successivi + scelta della struttura dati piu' appropriata nella soluzione di problemi complessi o Linguaggio Python (40 ore) + Tipi di dato primitivi + Variabili e costanti numeriche + Stringhe e metodi per stringhe + Input e Output di dati numerici e di stringhe + Operatori aritmetici elementari, potenze, funzioni matematiche + Variabili booleane e operatori + Costrutti di controllo di flusso (condizionali e iterativi) + Funzioni e passaggio di parametri + Liste, Insiemi, Dizionari + Strutture complesse (dizionari di insiemi e dizionari di liste) + Lettura e scrittura di file di testo + Gestione delle eccezioni

Modalita di esame: Prova scritta in aula tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;
Exam: Computer-based written test in class using POLITO platform;
... L’esame consiste in una prova al calcolatore mirata ad accertare le conoscenze dello studente sia sugli aspetti teorici della materia (tramite esercizi numerici o a risposta aperta) sia sulla parte di programmazione (tramite la realizzazione di uno o più programmi in linguaggio Python che implementino la soluzione di problemi pratici). La durata della prova scritta è di 1,5 ore e non prevede l'uso di materiale didattico da parte degli studenti. La prova scritta prevede un voto massimo di 30 e lode. In sede di discussione della prova scritta, un approfondimento orale puo’ svolgersi su richiesta del docente e verte su tutti gli argomenti trattati nel corso ed ha lo scopo di accertare ed approfondire le conoscenze dello studente.

• Dispense del corso a cura del docente - Python - Introduzione alla programmazione, Cay Horstmann Rance D. Necaise, Maggioli Editore, ISBN 8891663979 https://www.maggiolieditore.it/python-introduzione-alla-programmazione.html

This course wants to develop the student's ability to understand logical arguments stressing the role of the hypothesis, for example by building examples and counterexamples. The student acquires tools and techniques to work with geometrical objects (vectors in the plane and i the space, lines, planes, conics and quadrics) and with algebraic objects (linear systems of equations, matrices, polynomials, eigenvalues, eigenvectors, vector spaces and their transformations). For example, the student is able to symbolically deal with a linear system of equations and to compute its solutions: these solutions can correspond to the intersection of two lines, to the eigenvectors of a matrix or to the circles passing through two points. The student will also acquire the necessary knowledge to numerically solve, also using a computer, some basic problems in linear algebra when the “pencil and paper� method is not feasible (for example, computing the solutions of a large linear system of equations and computing the eigenvalues of a matrix). In particular, the student learns to identify an algebraic/geometric object, to recognize its theoretical properties and to choose the most fit algebraic/geometrical method to deal with the object. The implementation and the application of the numerical methods is done using the software MATLAB of which the student learns the basic aspects.

The course has two main goals. The first one is to introduce the main topics of linear algebra and geometry, training the student to follow logical deductive arguments and to use the proper formal language. The second goal is to give to the students the main concepts of some basic numerical methods of linear algebra and of their implementation in MATLAB, which is by now widely used in engineering. The course will show how theoretic, symbolic and numerical aspects interact with each other.

• Vector in 2-space and in 3-space and their operations. Dot product, cross product and box product. Lines and planes in 3-space. Orthogonal projections. • Matrices and their operations. Strongly reduced matrices. Matrix form of linear systems of equations and their solutions with geometrical applications. Matrix equations and inverse of a matrix. Determinants. • Vector spaces: definition, examples and applications. Sub-vector spaces and main operations with them. • Linear combination and linearly dependent vectors. How to extract linearly independent vectors from a set. Bases of a vector space. Dimension of a vector space. Dimension of finitely generated subspace. • Space of polynomials. Grassmann's relation. • Linear maps. Image of a linear map. Injective and surjective linear maps. Isomorphisms. • Matrix of a linear map. Endomorphism and square matrices. • Eigenvalues and eigenvectors. Eigenspaces of matrix endomorphisms. Characteristic polynomial of an endomorphism. Diagonalization of and endomorphism. • Orthonormal bases, orthonormal matrices. Gram-Schmidt's algorithm. Diagonalization of real symmetric matrices using orthogonal matrices. Quadratic forms and the sign that they can take in a point. • Metric problems: distance between two points, two lines, and a point and a line. • Quadratic geometry: conic curves, and spheres. Non-degenerate quadrics in canonical form. Recognising a quadric surface. •Machine arithmetic, machine numbers, rounding error. Conditioning of a numerical problems, Stabilty of an algorithm. •Approximation of functions and data : polynomial interpolation and piecewise polynomial interpolation (spline). Main results about convergence. •Linear systems: conditioning and numerical direct method. Matrix factorizations PA=LU, Choleski, QR and their main applications. •Eigenvalues of matrices: conditioning and numerical methods (powers, inverse power, QR (basics notions)). Singular values decomposition of matrices and its main applications.

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A. Quarteroni, F. Saleri, P. Gervasio, Scientific Computing with MATLAB and OCTAVE, Springer, 2014. G. Strang, Introduction to Linear Algebra, Wellesley-Cambridge Press, 2016. E. Carlini, LAG: the written exam, v1 and v2 CLUT 2019. E. Carlini, 50 multiple choices in Geometry, CELID 2011.

Conoscenza della lingua inglese, attraverso l’acquisizione della certificazione IELTS 5.0, che sviluppa le quattro abilità Writing – Listening – Speaking - Reading.

Il Politecnico ha inserito la lingua inglese tra gli insegnamenti obbligatori dei corsi di laurea e richiede il superamento dell’esame IELTS con punteggio 5.0 o certificazione sostitutiva (https://didattica.polito.it/cla/it/certificazioni). A tal scopo il Centro Linguistico d’Ateneo offre una serie di percorsi didattici differenziati sulla base del livello di conoscenza iniziale sia in aula con i CEL sia in autoapprendimento.

Il risultato del test di livello attribuisce un percorso didattico: Beginner: Si consiglia di parlare con un esperto linguistico Elementary: Si consiglia di parlare con un esperto linguistico Pre-Intermediate: Lezioni in aula orientate al livello IELTS 5.0 Objective 5 (o video lezioni) Writing Tutorials Speaking Tutorials Reading Tutorials Listening Tutorials Grammar Tutorials Vocabulary Tutorials Speaking Fluency for IELTS 5.0 Intermediate: Corso IELTS Intensive – videolezioni Writing Tutorials Speaking Tutorials Reading Tutorials Listening Tutorials Grammar Tutorials Vocabulary Tutorials Speaking Fluency for IELTS 5.0 Le attività didattiche sono proposte ciclicamente in corso d’anno. I link di iscrizione sono presenti sul tab Lingue della pagina personale del Portale della Didattica quando il corso/attività è disponibile. Le videolezioni sono accessibili dalla sezione Materiale Propedeutico della pagina personale del Portale della Didattica.

Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria;
Exam: Written test; Compulsory oral exam;
... Il Politecnico organizza una sessione IELTS al mese (escluso agosto). Per tutte le informazioni sulle sessioni IELTS per gli studenti del Politecnico: https://didattica.polito.it/cla/it/ielts

Beginner: Si consiglia di parlare con un esperto linguistico Elementary: Si consiglia di parlare con un esperto linguistico Pre-Intermediate: Complete IELTS Bands 4 – 5 (Student’s book with answers & CD ROM) Cambridge University Press ISBN 978 0 521 179560 Intermediate: IELTS Trainer Six Practice Tests with answers Cambridge University Press

Ability to follow a chain of logical arguments. Knowledge of the fundamentals of differential and integral calculus for functions of one variable. Gaining an adequate ability in computation.

This course represents a bridge between high school and university. The main goal of the course is to provide the students with tools to follow the concatenation of simple logical arguments, and to introduce the fundamentals of differential and integral calculus for functions of one variable, with applications to ordinary differential equations of the first and the second order.

Preliminaries: sets, operations with sets and logical symbols. Numerical sets, maxima, minima and extrema. The completeness property of real numbers and its consequences. Functions: surjectivity and injectivity; composition of functions, inverse functions. Functions of one real variable: elementary functions, monotone functions and inverse functions. (About 15 hours) Limits and continuity: limits of functions and sequences; continuity. Theorems on limits: uniqueness of the limit, sign-preserving property and local boundedness, comparison theorems. Limits of monotone functions. Algebra of limits. Indeterminate forms. Local comparison of functions. Landau symbols. Infinite and infinitesimal functions. Order of an infinity and of an infinitesimal, principal part with respect to a test function. Asymptotes. The number e. Fundamental trigonometric and exponential limits. Functions continuous over an interval: existence of zeros and of maxima and minima. (About 24 hours) Derivatives: geometrical and physical meaning. Computation of derivatives. Derivatives of elementary functions. Derivatives and continuity. Non-differentiability points, extremal and critical points. Fermat Theorem. Functions differentiable over an interval and fundamental theorems of differential calculus (Rolle and Lagrange) and their consequences. De L'Hôpital rule. Taylor formula and fundamental Maclaurin expansions. Use of Taylor expansions in the local analysis of functions: comparison, extrema and convexity. Applications to the study of the graph of a function. (About 23 hours) Primitives and their computation; primitives of rational functions. Indefinite integral. The definite integral of a piecewise continuous function. Properties of the integral. Integral mean, the mean value theorem and the Fundamental Theorem of Calculus. Relations between definite integrals and primitives. Improper integrals: definitions and convergence tests. (About 21 hours) Complex numbers and differential equations: algebraic and trigonometric form of a complex number. Real and imaginary part, modulus and argument. Roots of complex numbers; the Fundamental Theorem of Algebra. The exponential of a complex number and the Euler formula. Ordinary differential equations: the Cauchy problem. First order ordinary differential equations, linear or with separable variables. Second order linear differential equations with constant coefficients. (About 17 hours)

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C. Canuto, A. Tabacco. Mathematical Analysis I. Springer-Verlag UTX, 2015. Additional material will be provided by the teacher and will be available in the Internet personal page of the student.

• Knowledge and understanding (acquisition of theoretical and experimental skills in mechanics, fundamentals of electrostatics and thermodynamics and critical understanding of their laws; start understanding the scientific method, the nature and modalities of research in Physics). - Practical application of the acquired knowledge (ability to identify the essential elements of a phenomenon, in terms of magnitude order and required level of approximation; ability to apply laws and theorems to practical situations through problem solving).

The main objective of the Physics I course is to provide the students with a solid scientific base, aimed to mature understanding and quantitative description of the fundamental laws of nature, concerning mechanics, electrostatics and thermodynamics.

INTRODUCTION The experimental method and the physical quantities. The measurement process. Dimensions of physical observables and units of measurement. Uncertainty (statistical and systematic errors) and uncertainty propagation. Particle KINEMATICS. Review of vector calculus. Reference frames. Position, displacement, velocity, and acceleration in 1, 2 and 3 dimensions. Uniform motion. Motion with constant and variable acceleration. Polar and cylindrical coordinates. Tangent and normal components of acceleration, radius of curvature. Circular motion. Velocity and acceleration composition laws. Particle DYNAMICS Mass and force. Inertial reference frames. Newton’s Laws. Gravitational force. Coulomb’s force. Elastic force. Constraints. Static and kinetic friction. Viscous resistance. Non inertial reference frames: fictitious forces. Work and kinetic energy: definition of work, work-energy theorem. Potential Energy and energy conservation: conservative force fields and potential energy. Mechanical-energy conservation. Examples and applications. Harmonic oscillator: harmonic motion, damped and driven harmonic motion. Resonance. Linear momentum and angular momentum: impulse-momentum theorem. Moment of a force (torque) and angular momentum. Angular momentum theorem. Newton’s Law of Gravitation and Coulomb’s Law. Kepler’s laws. Law of universal gravitation, inertial and gravitational mass. Coulomb’s law and charge. Superposition principle of forces. Gravitational and electrostatic fields. Field lines and flux. Gravitational and electrostatic potential: Gauss’ theorem, charge distributions with spherical symmetry and other examples. DYNAMICS and STATICS of many-particle systems and COLLISIONS. Continuous and discrete systems. Internal and external forces. Equation of motion of the center of mass. Total momentum of many-particle systems. Center of mass and linear momentum conservation. Angular momentum of many-body systems: Angular momentum theorem and conservation. Angular momentum and kinetic energy in the center-of-mass frame. Collisions: momentum and kinetic energy in collision processes. Elastic and inelastic collisions. DYNAMICS of a rigid body. Definition of rigid body. Translation and rotation about a fixed axis of a rigid body. Moment of inertia. Parallel-axis theorem. Rigid-body kinetic energy. Pure rolling motion. Rolling motion with slipping. Conservation laws in the rigid-body motion. Mechanical equilibrium of a rigid body. Examples and applications. MECHANICS OF FLUIDS. Pressure. Statics of fluids: hydrostatic pressure (Stevin’s law). Pascal’s law and Archimedes principle. Dynamics of ideal fluids: flux lines and flux tube. Equation of continuity. Bernoulli’s theorem. Examples and applications. Viscosity. THERMODYNAMICS: calorimetry, First Law of Thermodynamics and ideal gases. Basic concepts in thermometry and heat transfer. Thermodynamic equilibrium and variables of state. Reversible and irreversible thermodynamic transformations. Adiabatic, isothermal, isobaric and isochoric transformations. First Law of Thermodynamics, internal energy. Calorimetry. Ideal (or perfect) gases. Kinetic theory of gases, work and internal energy. Applications of the first law to ideal gases. THERMODYNAMICS: Second Law of Thermodynamics and Entropy. Second Law of Thermodynamics: Kelvin and Clausius statements. Heat engines and refrigerators. Thermal efficiency. Carnot’s cycle and other cycles. Carnot’s theorem. Thermodynamic temperature. Clausius’ theorem. Entropy.

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• DC Giancoli, "Physics for scientists & engineers, 4th ed., Prentice Hall, 2009 - R Resnick, D Halliday, KS Krane, "Physics", vol. 1, 5th ed., John Wiley & Sons 2002 - SJ Ling, J Sanny, W Moebs, "University Physics", vols. 1-2, Rice University 2018

Comprensione degli argomenti trattati e abilità di calcolo nell'utilizzo dei relativi strumenti matematici introdotti. Capacità di riconoscere ed utilizzare adeguati strumenti matematici nelle discipline ingegneristiche. Capacità di costruire un percorso logico utilizzando gli strumenti introdotti.

L'insegnamento di Analisi Matematica II presenta gli argomenti di base dell'analisi matematica delle funzioni di più variabili. I principali argomenti trattati sono il calcolo differenziale per le funzioni di più variabili, con le sue applicazioni, e l'integrazione multipla, curvilinea e di superficie. L'insegnamento presenta inoltre la teoria delle serie numeriche, di potenze e di Fourier.

Richiami sui vettori. Cenni di topologia di R^n. Funzioni di più variabili, campi vettoriali. Limiti e continuità . Derivate parziali e direzionali, matrice Jacobiana. Differenziabilità , gradiente e piano tangente al grafico. Derivate seconde, matrice Hessiana. Polinomio di Taylor. Punti critici, massimi e minimi liberi (1,5 cfu). Integrali doppi e tripli, baricentri. Lunghezza di una curva e area di una superficie cartesiana. Integrali curvilinei e di superficie (solo superfici cartesiane), circuitazione e flusso di un campo vettoriale. Campi conservativi. Teoremi di Green, della divergenza e del rotore (2,5 cfu). Definizioni e criteri di convergenza per le serie numeriche. Serie di potenze. Serie di Fourier (2 cfu).

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I testi di seguito elencati sono da considerarsi indicativi. Maggiori dettagli verranno forniti dal docente in aula. - S. Lancelotti, “Lezioni di Analisi Matematica II�, Celid, 2017. - S. Lancelotti, “Esercizi e quiz di Analisi Matematica II�, Celid, 2017. - V. Barutello, M. Conti, D. Ferrario, S. Terracini, G. Verzini, "Analisi Matematica", volume 2, Apogeo, 2013. - M. Bramanti, C. Pagani, S. Salsa. “Analisi matematica 2�, Zanichelli, 2009. - S. Salsa, A. Squellati. “Esercizi di Analisi matematica 2�, Zanichelli 2011. - C. Canuto, A. Tabacco, "Analisi Matematica II", Springer, 2014. Raccolte tematiche di esercizi e testi di prove d'esame degli anni precedenti sono disponibili sulla pagina del Portale della Didattica dedicata all'insegnamento.

The objective of the course is to develop the ability of the student to identify the problems relevant to rigid bodies mechanics, mechanical drives and mechanics of vibrations, to address them with a scientifically correct approach and to solve them with sound engineering methods in order to perform an effective functional design of mechanical systems.

The course addresses the topics of mechanics that are a necessary part of the basic education of a mechanical engineer. Starting from the knowledge acquired by the student in the Physics courses, the objective of the course of Applied Mechanics is to provide the students with the necessary knowledge to properly address and solve engineering problems relevant to the mechanics of rigid bodies. The syllabus of the course will include: - Description of the mechanics of rigid bodies and of the forces acting upon them. - Presentation of the main characteristics of mechanical drives and of their individual components, such as Hooke's joints, belt drives, gears and gear trains, power screws, clutches, brakes, bearings. - Outline of the basics of mechanical systems dynamics with particular emphasis to the mechanical vibrations. The course of Applied Mechanics links the description of the physics underlying the behaviour of mechanical drives and their components to the methods instrumental in solving engineering problems such to enable the students at the end of the course to properly address problems relevant to the mechanical systems and to the transmission of the mechanical power from a prime mover to an operating machine.

Lecture topics: Kinematics: particle kinematics, vectorial analysis, rectangular and local coordinates, Time derivative of unit vector. Polar coordinates. Rigid Body, connection of rigid bodies, translatory motion and rotation about a fixed axis, fundamental law of kinematics, Rivals Theorem. Instantaneous center of zero velocity. Piston rod-crank. Relative motions, Coriolis acceleration. Dynamics: operations on forces and moments, types of forces, constraint forces. Cardinal equations of dynamics, free body diagrams, examples. Work and energy, power and efficiency. Energy conservation law. Impulse, momentum and angular momentum. Conservation of momentum and angular momentum. Collision between bodies. Rotor dynamics: Central reference system, Static and dynamic balancing, flexural critical speed. Friction: static and dynamic friction, start of a vehicle, dry journal bearing, rolling friction. Brakes and Clutches: types of brake. Hypothesis of wear. Pad brakes: pivoted and not pivoted pad. Drum brakes: pivoted and not pivoted drum. Band brake and disc brake. Clutches: plane discs, conic discs. Examples of realizations. Transmission of the motion: Rigid and elastic couplings, mobile couplings, universal joints, Cardan joint. Homocinetic joints. Spur gears, involute profile, transmission ratio, geometrical dimensions, minimum number of teeth, Pinion and Rack, gear force analysis, manufacturing process. Helical gears, geometry and forces analysis. Bevel gears, geometry and forces analysis. Worm gear set. Gear trains: ordinary and epicyclical gear trains, automotive differential gear train. Flexible elements: belts, ropes, chains, stiffness of flexible, block and tackle. Power screws. Transient motion in mechanical systems: motor torque characteristics, direct coupling motor-user, coupling by means of clutch. Periodic steady machines, flywheel. Vibrations: 1 d.of. systems, series and parallel of springs, torsional oscillations. Damped free vibrations, logarithmic decrement, forced vibrations, accelerometer and seismograph. Lubrication: rolling and lubricated bearings, viscosity, one dimensional Reynolds equation, velocities profiles, types of bearings, hydrodynamic and hydrostatic pad.

Modalita di esame: Prova scritta (in aula);
Exam: Written test;
... The exam is aimed at ascertaining the knowledge of the topics listed in the official program of the course and the ability to apply the theory and the relative methods of calculation to the solution of exercises. The exam will be only in the written form. Normally will be assigned three problems inherent the total program (lectures and training). The time of the examination is normally 2 hours. The exam is succesful if the mark is at least 18/30. During the exam it is forbidden to use notes, books and exercise sheets. The test results will be posted on the portal with the date in which the students can see their tests and ask for explanations.

Reference book: C. Ferraresi, T. Raparelli, Applied Mechanics, 2017, Clut, Torino. Other books: J.L. Meriam, L.G. Kraige, Engineering Mechanics, John Wiley and Sons. R. Juvinall, K.M. Marshek, Fundamentals of Machine Component Design, John Wiley and Sons.

Lo scopo è di trasmettere le conoscenze fondamentali relative a principi fisici, basi matematiche ed evidenze sperimentali dei fenomeni descritti dalle equazioni di Maxwell utilizzate nella loro forma integrale e differenziale. Sono trattati in particolare i fenomeni elettrostatici e magnetostatici, quelli induttivi e la propagazione delle onde elettromagnetiche. Le abilità acquisite consistono nell’applicazione di tali conoscenze alla soluzione di problemi riguardanti i fenomeni elettromagnetici nei regimi stazionario e dipendente dal tempo e la propagazione delle onde elettromagnetiche. Le conoscenze e le abilità acquisite sono propedeutiche ai successivi insegnamenti di natura principalmente ingegneristica riguardanti circuiti elettrici e macchine elettriche.

L'insegnamento illustra le leggi fondamentali dell’Elettromagnetismo classico e della propagazione delle onde elettromagnetiche.

Calcolo vettoriale Campi scalari e vettoriali. L’operatore nabla. Gradiente, divergenza, rotore. Flusso e circuitazione di un campo vettoriale. Teorema del gradiente, teorema di Gauss, teorema di Stokes. Equazione di continuità . Campi elettrici stazionari Sintesi dei principali risultati dell’Elettrostatica (legge di Coulomb, campo elettrico, potenziale elettrico, distribuzioni discrete e continue di carica, moto di una carica in un campo elettrico uniforme). Il dipolo elettrico, forza e coppia su un dipolo elettrico in un campo elettrico uniforme. Legge di Gauss per il campo elettrico, applicazioni. La polarizzazione della materia, il vettore spostamento elettrico. Capacità elettrica, condensatori. Energia del campo elettrico. Conduttività elettrica, legge di Ohm, resistori, effetto Joule. La forza elettromotrice. Campi magnetici stazionari Forza magnetica su una carica in moto, forza di Lorentz. Moto di una carica in un campo magnetico uniforme. Il ciclotrone, lo spettrometro di massa, l’effetto Hall classico. Forza magnetica su una corrente elettrica, coppia magnetica su una spira rettangolare e di forma qualsiasi, momento di dipolo magnetico. Il momento di dipolo magnetico orbitale e di spin. Le sorgenti del campo magnetico: legge di Ampère-Laplace e sua applicazione a una corrente rettilinea (formula di Biot-Savart, forze fra correnti) e a una corrente chiusa circolare. Il solenoide di lunghezza indefinita, solenoide di lunghezza finita. Legge di Ampère. Legge di Gauss per il campo magnetico. La magnetizzazione della materia: fenomenologia, suscettività magnetica, materiali dia, para e ferromagnetici, prima e seconda legge di Curie, l’isteresi magnetica. Le equazioni di Maxwell in forma differenziale e integrale per campi stazionari. Campi elettromagnetici dipendenti dal tempo L’induzione elettromagnetica, legge di Faraday, moto relativo di un conduttore e di un campo magnetico. Autoinduzione. Transitori: i circuiti del primo ordine RL e RC. Circuiti accoppiati, mutua induzione. L’energia del campo magnetico. Il principio di conservazione della carica, la legge di Ampère-Maxwell. Le equazioni di Maxwell in forma differenziale e integrale per campi dipendenti dal tempo, nel vuoto e in presenza della materia. Onde elettromagnetiche Introduzione generale ai fenomeni ondulatori. Onde elettromagnetiche, loro deduzione dalle equazioni di Maxwell. Energia e quantità di moto delle onde elettromagnetiche, vettore di Poynting, pressione di radiazione. Polarizzazione delle onde elettromagnetiche. Spettro delle onde elettromagnetiche.

E' possibile sostenere l?esame in anticipo rispetto all?acquisizione della frequenza

Lezioni: testo di riferimento (ulteriori informazioni verranno fornite durante la prima lezione) P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, "Fisica, Elettromagnetismo - Onde, vol. II", EdiSES, Napoli, terza edizione, 2021. Lezioni: altri testi (ulteriori informazioni verranno fornite durante la prima lezione) - D. Halliday, R. Resnick, K.S. Krane, "Fisica 2", CEA - Zanichelli, 2004. - C. Mencuccini, V. Silvestrini, "Fisica 2 - Elettromagnetismo e Ottica", Casa Editrice Ambrosiana, 2017. - P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, "Elementi di Fisica: Elettromagnetismo - Onde, vol. II", EdiSES , Napoli, 2010. Esercitazioni I testi consigliati per le lezioni contengono esercizi e problemi, anche svolti. Ulteriore materiale di supporto, a cura della docente, sarà messo a disposizione delle studentesse e degli studenti mediante il portale della didattica. Altri eserciziari proposti sono i seguenti (uno a scelta): - G. A. Ummarino, "Esercizi svolti di Fisica II", CLUT, 2015. - P. Pavan, P. Sartori, "Problemi di Fisica II risolti e commentati", Casa Editrice Ambrosiana, 3a edizione, 2006. - A. Tartaglia, "Esercizi svolti di Elettromagnetismo e Ottica", Levrotto&Bella, Torino, 1986.

Al termine dell’insegnamento lo/la studente/studentessa sarà in grado di: • Definire un equilibrio di forze e ricavare le reazioni vincolari in un modello semplificato di componente e/o struttura; • Disegnare e quantificare le caratteristiche di sollecitazione presenti su un modello semplificato di componente e/o struttura; • Determinare quale sia la sezione maggiormente sollecitata e su questa definire il punto in cui si manifesta lo stato tensionale più gravoso ai fini della resistenza; • Definire, in funzione del tipo di carico (statico o affaticante) e del tipo di cedimento del materiale (fragile o duttile), l’ipotesi di cedimento più appropriata e calcolare la tensione equivalente; • Valutare le proprietà del materiale e se necessario scegliere il materiale più idoneo all’applicazione; • Calcolare, in funzione delle richieste di verifica e/o progetto, l’appropriato coefficiente di sicurezza e/o la dimensione geometrica incognita e/o la durata del componente e/o struttura.

L’insegnamento è la base di formazione in ambito strutturale dell’ingegneria meccanica e costituisce le fondamenta dello specifico percorso formativo che si svilupperà e completerà nel corso degli anni successivi al fine di abilitare lo/la studente/studentessa all’esercizio della professione. L'insegnamento ha come obiettivo il fornire le conoscenze di base e le abilità necessarie fondamentali per eseguire il dimensionamento e la verifica strutturale di modelli di componenti/strutture soggetti a carichi statici e variabili nel tempo.

• Richiami e completamento delle nozioni fondamentali di statica (forze, momenti, risultanti, equivalenza di sistemi di carico), carichi concentrati e distribuiti, vincoli fondamentali, grado di iperstaticità . Equazioni di equilibrio alla traslazione e alla rotazione nel piano e nello spazio. (1 CFU) • Caratteristiche di sollecitazione in elementi strutturali mono-dimensionali soggetti a carichi nel piano e nello spazio. Solido di de St Venant: comportamento estensionale, flessionale, torsionale e a taglio. Stato di tensione e di deformazione. (3 CFU) • Caratteristiche meccaniche statiche dei materiali di interesse ingegneristico, criteri di cedimento per materiali a comportamento fragile e duttile, coefficiente di sicurezza. (1 CFU) • Configurazione deformata di travi (equazione della linea elastica), soluzione di problemi iperstatici e instabilità elastica. (1 CFU) • Fatica meccanica monoassiale ad alto numero di cicli (HCF): parametri caratteristici, diagramma SNP, metodo stair-case, effetto della tensione media (diagrammi di Haigh, Goodman-Smith). Dal materiale al componente: effetto della finitura superficiale, del tipo di carico, delle dimensioni ed effetto d’intaglio. Durata del componente e coefficiente di sicurezza a fatica. Fatica con sollecitazioni di ampiezza variabile. Metodo rain-flow. Regola del danneggiamento cumulativo di Palmgren-Miner. (2 CFU) Esercitazione di laboratorio (facoltativa) • Esperienza di laboratorio hands-on DeXpiLab ‘Linea elastica’: assemblaggio e utilizzo di un banco di prova e del relativo sistema di carico e acquisizione dei dati per la misura della linea elastica di una trave appoggiata. L’attività è individuale e facoltativa e si esegue mediante prenotazione al laboratorio aperto DeXpiLab del DIMEAS per consentire a tutti gli/le studenti/studentesse di disporre di una postazione dedicata. Nel caso non fosse ancora possibile accedere fisicamente al DeXpiLab per motivi di sicurezza connessi alla pandemia, sarà possibile svolgere l’attività ‘Virtual DeXpiLab’ su piattaforma web. E’ possibile produrre una relazione relativa all’esperienza e quindi accedere a una valutazione in punti se la relazione viene consegnata entro la fine delle lezioni del corso nell'anno accademico di frequenza. Maggiori indicazioni sulle modalità di consegna saranno fornite a lezione dai docenti.

Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa; Elaborato scritto individuale;
Exam: Written test; Optional oral exam; Individual essay;
... L’esame ha lo scopo di verificare le competenze indicate nella Sezione “Risultati dell’apprendimento attesi�. Gli obiettivi che l'esame intende accertare sono pertanto: la corretta scrittura degli equilibri di forze e la corretta valutazione delle reazioni vincolari, la corretta valutazione e rappresentazione grafica delle caratteristiche di sollecitazione, la corretta determinazione della sezione maggiormente sollecitata e l’identificazione del punto con lo stato tensionale più gravoso, la corretta scelta dell’ipotesi di cedimento più appropriata per il calcolo della tensione equivalente, la corretta valutazione del coefficiente di sicurezza e/o della dimensione geometrica e/o della durata del modello di componente/struttura in esame. • Esame scritto: la prova ha durata di 2,5 ore ed è composta da 2-3 esercizi articolati in più quesiti a risposta numerica e/o grafica e da 1-2 domande di teoria a risposta aperta. Per accedere al compito scritto, è necessario presentarsi muniti di documento di identificazione, calcolatrice scientifica, cancelleria minima (penna blu o nera, matita, gomma, righello, squadrette e compasso). Durante lo scritto non è consentito consultare appunti o altro materiale. Anche la chiarezza espositiva e le rappresentazioni grafiche costituiscono oggetto di valutazione. L’esame scritto viene superato se si raggiunge un punteggio maggiore o uguale a 18/30. • Esame orale: possono sostenere l’esame orale soltanto gli/le studenti/studentesse che hanno ottenuto un punteggio minimo dello scritto pari a 18/30. L’orale deve essere affrontato nell’ambito dello stesso appello dello scritto. L’orale consiste nella risposta a un minimo di 2 domande sul contenuto dell’intero insegnamento. La risposta alla singola domanda è valutata in trentesimi, il voto della prova orale è calcolato come media dei voti parziali assegnati a ciascuna risposta. La relazione relativa all’esperienza facoltativa di laboratorio (DeXpiLab) non è obbligatoria al fine del superamento dell'esame. Se consegnata entro entro la fine delle lezioni del corso nell'anno accademico di frequenza, verrà valutata fra 0 e 2 punti e la valutazione sarà valida anche per gli appelli successivi. La valutazione della relazione viene sommata soltanto se la valutazione dell’esame scritto risulta già sufficiente. La facoltà di non sostenere l’orale comporta: • Per coloro che abbiano conseguito nel compito scritto un punteggio compreso tra 18 e 26, la registrazione del punteggio ottenuto come voto finale in trentesimi; • Per coloro che abbiano conseguito nello scritto un punteggio superiore a 26, la registrazione di un voto finale pari a 26/30. L’assenza alla data disponibile per l’esame orale viene considerata come scelta di non sostenere l’esame orale e quindi come implicita accettazione del voto ottenuto nello scritto, secondo le regole sopra esposte. Non occorre quindi comunicare ai docenti la volontà di non sostenere l’esame orale. Il voto finale dell’esame è calcolato come media aritmetica delle valutazioni conseguite nell’esame scritto e orale (facoltativo) alla quale verrà sommata la valutazione dell’eventuale relazione dell'esperienza facoltativa di laboratorio (DeXpiLab). La valutazione della relazione di laboratorio viene sommata soltanto se la valutazione dell’esame scritto risulta sufficiente.

Testo di riferimento: • A. Somà , Fondamenti di meccanica strutturale, Ed. Levrotto & Bella, 2019. Possibili testi addizionali di approfondimento: • R.C. Juvinall, K.M. Marshek, Fondamenti della progettazione dei componenti delle macchine, Ed. ETS. • J. A. Collins, Failure of materials in mechanical design, Ed. J. Wiley. • M. Rossetto, Introduzione alla fatica dei materiali e dei componenti meccanici, Ed. Levrotto & Bella. • L. Goglio, Fondamenti di Meccanica Strutturale (shareware).

The aim of the course is to provide students with the tools to analyze simplified systems from a thermodynamic point of view. At the end of the course, students should be able to apply the first and second principles of thermodynamics to both closed and open systems. Furthermore, the students should acquire the ability to calculate energy transfers and efficiency for the main gas and steam systems. Finally, the student should be able to recognize the different modes of heat transfer and then evaluate the system-environment heat exchange, both at steady state and in transient conditions.

Understand: (i) The connections between the processes of the material systems and the energy exchanges. (ii) The fundamentals of elementary thermodynamics based on the first and the second law. (iii) How the theory of applied thermodynamics can be used to study energy conversions in power, propulsion and industrial processes. (iv) The fundamentals of the transfer of mechanical and thermal energy and radiation in solid and fluid systems applied to real systems, as heat exchangers.

The course is subdivided in two parts the first about Thermodynamics (about 2/3 of the course) and the second about Heat Transfer (about 1/3 of the course). LECTURES TOPICS Thermodynamics: Introduction to thermodynamics: (8 h) Definitions. Energy in a thermal system. Work and heat in thermodynamics. Actual and ideal processes. The first law of thermodynamics for closed and open systems. Thermodynamic cycles, efficiency. Simple compressible systems: (6 h) Water: 3D surface, single phase and two phases regions. Phase changes at constant pressure. Water tables. The ideal gas: state equations and properties. Internal energy and enthalpy. Ideal gas characteristic processes: closed and open systems The second law of thermodynamics for closed and open systems: (4 h) Clausius and Kelvin-Planck statements. Main kinds of irreversibility. 1st and 2nd Carnot corollaries. Thermal efficiency and coefficients of performance. The Carnot ideal power cycle. Clausius inequality and entropy changes. The Gibb’s equations. Second law of thermodynamics: closed and open systems. Isentropic efficiency: turbines and compressors. Work in an open system Vapour power and refrigeration cycles: (4.5 h) The ideal Rankine cycle. Actual vapour cycles: irreversibility and losses. Superheated and reheated vapour cycles. Regenerative vapour power cycles. Refrigeration vapour cycles: the p,h diagram. Gas power and refrigeration cycles: (4.5 h) Internal combustion engines: Otto and Diesel cycles. The ideal and actual Joule cycle. Regenerative Joule cycle. Gas refrigeration cycles Psychrometry and air conditioning: (6 h) Moist air properties. Psychrometric charts. Moist air processes. Air conditioning: sensible and latent loads. Air conditioning processes in winter and summer season Heat Transfer Conduction heat transfer: (7.5 h) Fourier’s law. Heat transfer equation. Boundary and initial conditions. Heat transfer by conduction at steady state: Cartesian and cylindrical coordinates. The electrical analogy. 1D conduction heat transfer with and without volumetric energy generation. Transient conduction: the lumped capacitance method. Finned surfaces. Convection heat transfer and heat exchangers: (7.5 h) Newton’s law. Boundary layer phenomena. Free and forced convection. Methods for estimating the convection coefficients. Heat exchangers simple configurations: parallel flow and counter flow heat exchangers. Rate of heat transfer and the mean log temperature difference method. The e-NTU method. Heat transfer by radiation: (5 h) Spectral and total quantities: emissive power, irradiation and radiosity. Black body properties: Planck’s distribution, Stefan Boltzmann’s law. Gray bodies properties. The electrical analogy: space and surface resistances. Rate of heat transfer for both black and gray bodies.

Modalita di esame: Prova scritta (in aula);
Exam: Written test;
... The exam consists of two parts: a written test (4 exercises, 2 about thermodynamics and 2 about heat transfer to be solved in 2 hours) and an oral. To take the written test is compulsory to be booked and the students cannot carry with them any kind of material (books, lecture and tutorial notes, formula cheat sheets, etc.). The minimum mark to pass the written test and to be admitted to take the oral is 18/30 (the maximum is 30/30). The oral is compulsory only for students with a written test grade higher than 25/30. It’s up to the students with a lower mark to decide whether to take the oral or simply accept or reject the written test mark. On the basis of the learning outcomes expected, during the oral exam the achievement of the following skill sis verified: 1) the ability to describe and analyze the main devices for energy production from a thermodynamic point of view, evaluating the mechanical and thermal energy exchanged. 2) the ability to calculate, in a simplified way and for different systems, the energy exchanged by conduction, convection and radiation. The final grade is approximately the average between the written test and oral marks. While students can withdraw their written test they cannot reject the final mark.

M. W. Zemansky, M.M. Abbott, H.C. Van Ness, "Basic engineering thermodynamics", Mc Graw Hill M.J. Moran, H.N. Shapiro, 'Fundamentals of engineering Thermodynamics', J. Wiley & Sons, Inc., 2006. P.S. Schmidt, O.A. Ezekoye, J.R. Howell, D.K. Baker, 'Thermodynamics: An Integrated Learning System', J. Wiley & Sons, Inc., 2006. F.P. Incropera, D.P. De Witt, 'Fundamentals of Heat and Mass Transfer', J. Wiley & Sons, Inc Y. A. Çengel, 'Introduction to thermodynamics and heat transfer", 2nd Edition, McGraw-Hill, 2008. M.J. Moran, H.N. Shapiro, B.R. Munson, D.P. DeWitt, 'Introduction to Thermal Systems Engineering, Thermodynamics, Fluid Mechanics and Heat Transfer', J. Wiley & Sons, Inc., 2003.

Fundamentals of electrical and electronic systems (Fundamentals of electrical systems)Knowledge of methods to perform circuit analysis in electrical engineering. Knowledge of the principles of main electro-mechanical equipment and electrical machinery used in industrial Knowledge of criteria for use and application fields of the electrical machinery. Ability to analyze electrical circuits operating under steady currents Ability to analyze and evaluate the performance of electric machines Ability to make the choice of the appropriate electrical equipment to be included in mechanical systems.

Fundamentals of electrical and electronic systems (Fundamentals of electrical systems)The course, divided into two parts, aims to provide: - The main concepts about analysis of electrical and magnetic circuit with particular attention to aspects of DC and low frequency; - Methodological bases for understanding the operating principles and key operational concepts of electromechanical equipment and in general a rational, proper and safe use of electrical equipment; - The operating principles and tools to evaluate the performance of the main electrical machinery, in view of their application in industrial processes

Fundamentals of electrical and electronic systems (Fundamentals of electrical systems)Introduction to Electrical Engineering Lectures PART I: PRELIMINARIES (6h) Basic definitions (2h) • models • electrical engineering and lumped circuit models: hypotheses • electrical components and terminals, two-terminal components • current e ammeter • voltage and voltmeter • passive and active sign convention • electrical power (wattmeter) and energy, passivity Topology (1h) • operative definitions: node, branch, loop, mesh, graph • Kirchhoff’s current law (surface, node) • Kirchhoff’s voltage law (closed path, mesh) Two-terminal components and constitutive equations (2h) • constitutive equations • classifications: control type, linearity, time invariance • passive elements 1. resistor (resistance, conductance), short circuit, open circuit, ideal switch 2. electric energy and capacitor 3. magnetic energy and inductor • active elements 1. voltage generator 2. current generator Solution of the fundamental problem of circuit theory (1h) • definition • linearly independent equations: KCL, KVL constitutive equations • method of sparse tableau • adynamic networks (algebraic equations), dynamic (differential equations), order of a network PART II: ADYNAMIC CIRCUITS (8h) Special methods for the solution of electrical circuits (8h) • equivalence principle • series and parallel connection 1. definitions 2. series of resistors and voltage division 3. parallel of resistors and current division 4. examples 5. series of generators 6. parallel of generators • star and delta connection • superposition principle (proof) • Millman’s theorem (proof) • Thevenin’s equivalent circuit (proof) • Norton’s equivalent circuit (proof) • Tellegen’s theorem • Maximum power transfer PARTE III: DYNAMIC CIRCUITS (16h) Transient analysis (4h) • constitutive equations of capacitor and inductor • series and parallel connection of capacitors and inductors • solutions of differential equations with constant coefficients: outline 1. associated homogeneous equations 2. particular solution 3. initial conditions • first order differential equations 1. free and forced evolution 2. transient and permanent evolution • RC circuit • RL circuit • Solution of first order circuits with constant inputs (Thevenin, Norton) • switches Sinusoidal steady state (8h) • (summary of complex number algebra) • sinusoidal waveforms • phasor of a sinusoidal waveform • properties of phasors • topological and constitutive equations in phasor domain • impedance, admittance and generalized Ohm’s law • generalization of principles and theorems in phasor domain • maximum power transfer in AC • phasor diagram • frequency response • power in sinusoidal steady state 1. instantaneous power 2. real and reactive power 3. complex and apparent power • Boucherot’s law • power factor correction of inductive single-phase loads • non sinusoidal periodic regime Three-phase circuits (4h) • origin • definition: balanced and unbalanced three phase circuits, line (line-to-line) phase (line-to-neutral) voltages • star and delta connected loads • series and parallel connection of loads • single phase equivalent circuit • power • power factor correction: star and delta connection of capacitors • connection of single-phase loads to three-phase circuits • suitability of three-phase systems 1. cost effectiveness 2. constant instantaneous power Practice lessons Practice # 1 KVL and KCL Constitutive equations General solution of electric circuits Practice # 2 Evaluation of equivalent resistances Solution of circuits by using voltage and current division Practice # 3 Use of superposition principle Thevenin and Norton equivalent circuits Millman’s theorem Practice # 4 Transient analysis Practice # 5 Sinusoidal steady state analysis of circuits in phasor domain Practice # 6 Sinusoidal steady state: method of power balance Practice # 7 Analysis of three-phase circuits Electrical Machines Lectures Introduction (1 h) • Ampere law. Magnetic flux. Lenz and Lorentz laws. Fundamental laws. Materials (3 h) • Soft and hard magnetic materials. Iron losses. • Conductors and insulators. Magnetic circuits (3 h) • Electromagnet. Magnetic reluctance. • Permanent magnets. • Circuits with permanent magnets. Thermal aspects (2 h) • Simplified thermal model. Thermal transients. • Types of services. Transformer (9 h) • Realization aspects. Ideal transformer: working principle. • Real transformer. • Equivalent circuit • Equivalent circuit under sinusoidal supply. Vector diagram. • Equivalent circuit parameters: no load and short circuit tests • Voltage drop. Efficiency • Parallel. • Three phase transformer Asynchronous machine (8 h) • Rotating magnetic field • Realization aspects. Wounded rotor and cage rotor • Working principle. Comparison with transformer • Energetic balance. • Mechanical characteristic. • Determination of parameters. • Losses and efficiency • Speed regulation DC machine (8 h) • Realization aspects. Rotor • Working principle. Torque and emf generation • Machine equations • Equivalent circuit • Separately excited machine. Mechanical characteristic • Speed regulation • Series excited machine. Mechanical characteristic. Commutation. Practice lessons Magnetic circuits (2 h) Numeric examples Thermal aspects (2 h) Numerical evaluation of the temperature in the machines. Transformer (5 h) Determination of parameters of the equivalent circuit Operation with load connected Three phase transformer Asyncronous machine (6 h) Determination of parameters. Determination of parameters and working conditions DC machine (4 h) Evaluation of torque and power in separately excited machines Evaluation of torque and power in series excited machines

Fundamentals of electrical and electronic systems (Fundamentals of electrical systems)Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa;
Fundamentals of electrical and electronic systems (Fundamentals of electrical systems)Exam: Written test; Optional oral exam;
... Fundamentals of electrical and electronic systems (Fundamentals of electrical systems)The two modules have a common exam made of two parts. The written exam consists in the solution of four exercises, two each module, in approximately two hours. Topics of the exercises are: analysis of circuits in steady state (DC and AC), transients, single and three phase circuits, magnetic circuits, evaluation of the working conditions of transformers, asynchronous and DC machines. It is possible to use a scientific calculator and the official formula sheet uploaded on the course website. Candidates with positive scores (≥ 18/30, with a minimum of 8 in each of the 2 subjects) have access to the mandatory oral examination, consisting in the discussion of the exercises, and in theoretical questions on the main subjects of the course. A collection of past exams with solutions is available on the course website.

Fundamentals of electrical and electronic systems (Fundamentals of electrical systems)Introduction to Electrical Engineering * Canova, Gruosso, "Introduction to Electrical Circuits", Progetto Leonardo, 2008 * Giorgio Rizzoni, "Principles and Applications of Electrical Engineering", 6/e, McGraw-Hill, 2016 Note: I recommend to take your own notes during class hours and metabolize the subject using the textbooks and slides as learning aids. Electrical machines • Ned Mohan, "Electric machines and drives: a first course", Wiley, 2012 • Slides of the course, available on the Portale della Didattica website. • Exercises to be solved in the classroom.

At the end of this course it is required that student easily handle some typical tools of analytical methods for the static behavior prediction at least of beamlike structures. Fundamental goals of the discipline are: •a comprehensive knowledge, understanding and distinguishing of mechanical properties and strength of ductile and brittle materials; linear and nonlinear elastic behaviour conditions; concepts of stress, strain, displacement and rotation, described in both principal and non principal reference frames; static failure criteria and safety factor; geometrical properties of plane figures, interpreted as cross section of beams; theory of beam and relations between stress and load for each static behavior foreseen by De St Venant. In addition, student will get acquainted with the performing of fatigue verification of structures subjected to time-varying uniaxial loading conditions. •providing some skills as the basic tools to: 1) simplify to a level of elementary scheme the layout of a beamlike mechanical component and perform a complete static analysis; 2) evaluate the degree of indeterminacy of the system; 3) calculate reaction forces of statically determinate structures; 4) calculate the internal stress resultant diagrams, stresses, strains, displacements and rotations of each cross section of one-dimensional elements; 5) identify the critical points of the structure and compute the equivalent stress to be compared to the strength of material or even to buckling threshold; 6) verify structures subject to uniaxial fatigue.

This course is aimed at providing the students some fundamentals of solid mechanics needed to perform at least a preliminary operation of either design or verification of structural and mechanical systems undergoing some static loading conditions. Paradigm of this analysis is the beam, whose elementary approaches to compute the stress resultants and the occurring stress and strain are given together with a preliminary description of strength of materials in static behavior and related testing techniques. Course starts with the static equilibrium and shows how beamlike structures are constrained, loaded and to compute the external and internal reactions, together with the distribution of stress resultants along the beam line axis. This analysis is deeply performed at least in case of statically determined structure. Two and three dimensional examples will be proposed as well as a short description of rules for truss structures. A deep description of basic concepts of solid continuous mechanics is then proposed, by including definitions and computations of stress, strain and constitutive laws of materials under the assumption of linear elastic behaviour. Elastic and mechanical properties of material and static strength are then defined according to the standard tensile test. The elementary theory of beam is then described to allow the student computing both the stresses and the strains occurring in a one-dimensional structural element. De St Venant principle and related elaborations are then developed and applied to several examples to investigate the axial, flexural, torsional and shear behaviors. Some additional topics are proposed, concerning the computation of displacements and rotations in beam under a defined combined set of loading conditions. Elastic stability of slender beam under compression is evenly discussed and buckling phenomenon investigated. The last part of the course deals with the fatigue phenomenon in structures subjected to time-varying uniaxial loading conditions. Concept of static safety factor for design against yielding, rupture or buckling of beamlike structures is defined and applied to some examples of structures built in ductile and brittle materials as well as computation of equivalent (ideal) stress in multi-axial loading conditions.

Topics dealt within this course are herein listed. 1. Statics : Basic concepts of static behavior of structures (force, moment, rigid and deformable bodies), loading conditions, constraints, static and kinematic determinacy, equilibrium conditions and equations. Computations of reactions, internal forces, diagrams. Beams, bars, trusses. Outlines of Virtual Work Principle and application to undetermined structures. 2. Stress : Stress vector, tensor, components. Principal stresses and direction, related computation. Mohr circles. Equivalent stress definition and computation. 3. Strain : Rigid body motion and strain definition in elastic body. Strain components, principal strain and direction. Stress-strain relations, Hooke’s law. Elastic properties of materials. Elastic energy storage. 4. Strength of materials : Tensile test, material behaviour and properties. Elastic coefficients. Yielding phenomenon, brittle and ductile materials. Safety factors in statics. 5. Beam theory : De Saint Venant principle, beam definition, loading conditions, axial, flexural, shear, torsional behaviors. Approximated solutions for torsion of rectangular cross sections, multiple rectangles and thin walled structures. Computation of stresses, strains, displacements and rotations. Shear centre. Coupled behavior. Buckling and elastic instability. 6. Uniaxial mechanical fatigue at high number of cycles (HCF) : fundamental parameters, SN diagram, effect of the mean stress (Haigh, Goodman-Smith, Ros and Master diagrams). From material to component: surface finishing effect, load type effect, dimension effect and notch effect. Component life and fatigue safety factor. Fatigue with varying amplitude stress (Palmgren-Miner cumulative damage rule).

Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria;
Exam: Written test; Compulsory oral exam;
... The final exam consists of two written tests, taken in two different dates. ----- The 1st test is an open-book test and it consists of 3 (three) exercises to be numerically solved. The test lasts 2 hours. The difficulty level of the exercises is comparable to those solved during the tutorials of the course. Exercise #1 focuses on the calculation of reactions and internal actions of either a beam assembly or a truss. Exercise #2 focuses either on the stress field in beams sections or on stress-strain relationships and Mohr circles. Static verification at the maximum stressed points might be asked. Exercise #3 focuses on fatigue verification of structures subjected to time-varying uniaxial loading conditions. To take the exam, the student has to show a valid identity document with a clear picture. In absence of this evidence, the candidate will not be allowed to take the exam. Any student found with any communication device (phones, tablets, laptops, ect…) switched on during the test will be expelled out of the room and his/her test will be invalidated. The maximum score is 30/30. The minimum score to access the 2nd test is 18/30. ----- The 2nd test is a closed-book exam and it consists of 3 questions about the contents of the course, requiring a written demonstration, response, calculation or a graphical solution. Students who attended DexPiLab during the course, will only have to answer to 2 questions. The test will last 45 minutes. Any student caught cheating during the exam (i.e. copying solutions from notes or from other candidates) will be expelled out of the room and his/her exam will be invalidated. ---- The 2 tests must be taken in the same exam session, strictly and only on the official dates published through the website of Politecnico di Torino. For the student to pass the exam, both tests must be evaluated sufficient (minimum score of 18/30). Even if the student only fails the 2nd test the whole exam (1st and 2nd test) shall be completely repeated. The final mark will be a weighted average of the marks of the 2 tests (final mark = 2/3*A + 1/3*B, with A: mark of the 1st test; B: mark of the 2nd test).

Textbooks: Some notes directly taken from the classes will be shared with students through the website. Theoretical aspects presented during the lectures can be found on the following textbooks: 1.D.Gross, W.Hauger, J.Schroder, W.A.Wall, N. Rajapakse - "Engineering Mechanics 1: Statics", Springer. 2.V. Da Silva - "Mechanics and strength of materials", Springer. 3.J.D. Renton, "Applied elasticity : matrix and tensor analysis of elastic continua", Chichester, Horwood, New York: Wiley, 1987 4.J.A. Bannantine, J.J. Comer, J.L. Handrock, “Fundamentals of metal fatigue analysis�, Prentice Hall, Englewood Cliffs, 1990. or evenly, but the textbook is just partially dedicated to the above topics: 1.J. Beer, S.Johnston - "Solid mechanics", McGraw-Hill.

Expected acquired knowledge: - Definition, properties, and convergence criteria for numerical series. - Definition, properties, and convergence criteria for sequences and series of functions, power series, and Fourier series. - Definition and main properties of Laplace transform. - Properties and analysis of functions of several variables. - Definition and properties of double, triple, line, and surface integrals. - Conservative vector field; Green, Gauss, and Stokes theorems. Expected acquired ablities: - to classify the asymptotic behaviour (e.g., converge or the lack thereof) of numerical series, sequences of functions, and series of functions using the criteria introduced in class; - to infer the set and type of convergence of sequences and series of functions; - to compute the power series approximation of a function and the Fourier series approximation of a periodic function; - to compute the Laplace transform of simple functions and compare their properties; - to analyze a function of several variables; find and classify its critical points; - to compute double, triple, line, and surface integrals; - to reproduce, discuss, and explain theoretical results presented in class and apply them to solve simple problems.

This course first completes the theory of functions of one variable which was developed in the Mathematical Analysis course, by introducing the student to basic concepts of numerical series, power series, Fourier series, and Laplace transform. The course then introduces basic topics in the mathematical analysis of functions of several variables including differential calculus in several variables, the theory of multiple integration, line, and surface integration.

• Laplace transform. - Numerical series: definition and convergence criteria. Power series and Taylor series. Fourier series. - Review on vectors and elementary notions of topology of R^n. Functions of several variables, vector fields. Limits and continuity. Partial and directional derivatives, Jacobian matrix. Differentiability, gradient, and tangent plane. Second derivatives, Hessian matrix. Taylor polynomial. Critical points, unconstrained maxima and minima. - Double and triple integrals, center of mass. Length of a curve and area of the region under the graph of a function. Line and surface integrals (for graphs of functions only). Circulation and flux of a vector field. - Conservative vector fields. Green, Gauss, and Stokes theorems.

E' possibile sostenere l?esame in anticipo rispetto all?acquisizione della frequenza

The following textbook covers the topics of the course and will be used as a reference: - C. Canuto, A. Tabacco, "Mathematical Analysis II", Springer` Other material will be suggested in class and made avalaible thorugh the Portale della Didattica.

Al termine dell'insegnamento lo studente dovrà : - essere in grado di effettuare l'analisi cinematica e dinamica di sistemi di corpi rigidi; - saper risolvere problemi caratterizzati dalla presenza dell'attrito; - saper riconoscere i principali componenti dei sistemi di trasmissione meccanica e saper risolvere i problemi che ne descrivono il funzionamento; - saper effettuare l'analisi di fenomeni dinamici nel funzionamento delle macchine; - conoscere le tipologie e il funzionamento degli elementi di supporto radente, volvente e lubrificato.

L'insegnamento tratta gli argomenti di meccanica necessari alla formazione di base dell'ingegnere meccanico. Partendo dalle conoscenze di base acquisite dagli allievi nell'insegnamento di Fisica I, gli obiettivi dei corsi di meccanica applicata alle macchine sono: - Fornire le conoscenze necessarie a impostare la soluzione dei problemi ingegneristici relativi alla meccanica dei sistemi di corpi rigidi. - Presentare le caratteristiche principali dei sistemi di trasmissione della potenza meccanica, con riferimento alla configurazione generale di un sistema di trasmissione di potenza, alle forze scambiate negli organi meccanici e alla tipologia dei principali componenti impiegati. - Presentare i principali fenomeni dinamici associati ai sistemi meccanici. L'insegnamento dei corsi di meccanica applicata alle macchine unisce la trattazione di fenomeni fisici che caratterizzano i sistemi di trasmissione della potenza alla presentazione delle metodologie di soluzione dei problemi relativi e alla descrizione dei componenti, in modo che al termine dell'insegnamento gli allievi siano in grado di riconoscere in un sistema meccanico le sue caratteristiche fondamentali e possano impostare e risolvere i principali problemi associabili ad esso.

• Meccanica dei sistemi di corpi rigidi: Moto di un corpo rigido, vincoli e gradi di libertà in un sistema di corpi rigidi, moto di traslazione e di rotolamento, catene cinematiche, proprietà d'inerzia dei corpi, equilibrio dinamico dei sistemi di corpi rigidi - forze d’inerzia, energia nei sistemi di corpi rigidi. • Forze agenti negli organi di macchine: Forze elastiche, fenomeni di aderenza e attrito, resistenza al rotolamento, forze viscose, analisi dinamica di comuni sistemi meccanici (meccanismi, trasmissioni, veicoli) sottoposti a un sistema di forze. • Componenti dei sistemi di trasmissione della potenza meccanica: giunti, trasmissioni mediante flessibili, trasmissioni mediante ingranaggi, rotismi ordinari ed epicicloidali, trasmissioni a vite-madrevite, freni ad attrito, frizioni, camme e punterie, cuscinetti a rotolamento, a strisciamento, lubrificati. • Caratteristiche generali di un sistema di trasmissione del moto: riduzione dell'inerzia e delle forze/coppie ad un dato asse, accoppiamento motore-utilizzatore, rendimento, macchine a regime periodico, equilibramento. • Vibrazioni meccaniche: vibrazioni libere e forzate di un sistema a un grado di libertà , trasmissibilità .

Modalita di esame: Prova scritta (in aula);
Exam: Written test;
... L’esame è volto ad accertare le competenze di cui sopra (cfr Risultati dell’apprendimento attesi), l'apprendimento degli argomenti elencati nel programma ufficiale dell'insegnamento e la capacità di applicare le metodologie fornite alla soluzione di problemi. L'esame, infatti, comprende problemi di calcolo che richiedono la scelta e l'applicazione dello strumento matematico più adeguato per la sua risoluzione, ma anche quesiti di tipo teorico, che richiedono la capacità , da parte dello studente, di costruire una sequenza logica per la descrizione del funzionamento di un determinato dispositivo o sistema meccanico visto a lezione. L’esame è svolto soltanto in forma scritta. La durata è solitamente di 2 ore e 15 minuti circa. Durante l’esame è possibile utilizzare la calcolatrice, non è possibile consultare alcun materiale di supporto (testi, dispense, appunti, formulari o altro). L’elaborato deve essere svolto sui fogli distribuiti per l’occasione; non è generalmente ammesso l’uso di altri fogli. Normalmente è richiesta la risoluzione di tre problemi, simili agli esercizi svolti nelle lezioni e nelle esercitazioni, che possono riguardare tutti gli argomenti. Inoltre è richiesta la descrizione in forma aperta di un argomento spiegato a lezione. Le valutazioni sono espresse in trentesimi e l’esame è superato se la votazione riportata è di almeno 18/30. Il punteggio assegnato alle singole domande è proporzionato alla difficoltà delle stesse; la votazione massima è di 30/30. Particolare riguardo è rivolto alla chiarezza notazionale e logica delle risposte fornite dallo studente, che permette di ottenere la lode. L’esito della prova sarà comunicato agli studenti tramite un avviso sul portale della didattica. Gli studenti potranno visionare il compito e la relativa valutazione durante un incontro generale la cui data sarà comunicata tramite avviso sul portale della didattica in concomitanza con la pubblicazione dei risultati della prova scritta.

C. Ferraresi, T. Raparelli: "Meccanica applicata�, 3a edizione, 2007, CLUT Testi di complemento: G. Jacazio, B. Piombo: "Meccanica applicata alle macchine", voll. I e II, Levrotto & Bella. M. Callegari, P. Fanghella, F. Pellicano: "Meccanica applicata alle macchine"; Città Studi Edizioni

• Knowledge of electrostatics in dielectrics media and of magnetostatics. - Knowledge of basic principles of time-dependent electric and magnetic fields. - Knowledge of Maxwell's equations. - Knowledge of wave optics as a consequence of Maxwell's equations. - Knowledge of wave optics laws and of properties of electromagnetic waves. - Ability to apply the acquired knowledge to solve elementary problems.

Aim of the course (1st semester, 2nd year) is to provide the students with the theoretical concepts concerning basic physics subjects such as (i) electrical properties of materials (ii) electromagnetism nd Maxwell's equation and (iii) waves and wave optics.

ELECTROSTATICS (1 CFU) Static electric field in matter: conductors. Capacitance and capacitors. Energy density of the electric field. Dielectric materials: electrical polarization. Electric current. Conduction. Current intensity and current density. Direct current (DC). Resistance. Ohm’s law. Resistivity and conductivity. Electric power. Joule effect. MAGNETOSTATICS (1,5 CFU) Magnetic field and magnetic induction. Second Maxwell’s equation. Force on a charge moving in a magnetic field: Lorentz’s force. Magnetic force on a current-carrying conductor. Sources of magnetic field. Field of a straight current-carrying conductor: Laplace’s law, and its applications. Magnetic field of a circular current loop. Magnetic dipole. Torque on, and potential energy of, a magnetic dipole in a magnetic field. Forces between parallel currents. Ampère’s law and its applications. Magnetic fields in matter: diamagnetism, paramagnetism and ferromagnetism. TIME-DEPENDENT ELECTRIC AND MAGNETIC FIELDS (2 CFU) Faraday – Henry – Lenz law of electromagnetic induction and its applications. Third Maxwell’s equation. Inductance and self-inductance. Energy in an R-L circuit. Energy density of the magnetic field. Ampère-Maxwell law: fourth Maxwell’s equation. ELECTROMAGNETIC WAVES (1.5 CFU) Wave equation for electric and magnetic field. General characteristics of a wave. Electromagnetic waves. Propagation and attenuation of the electromagnetic waves in conductors and dielectrics. Wave optics. Interference, electromagnetic waves interference and its applications. Diffraction: the basic principles. Fraunhofer’s theory of a double slit interference and of a single slit diffraction. Polarization of light: the basic principles.

E' possibile sostenere l?esame in anticipo rispetto all?acquisizione della frequenza

• "Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics" FISHBANE, GASIOROWICZ, THORNTON, Ed. Pearson, Prentice Hall Learning material distributed by teacher.

Science and technology of materials/Technology of metallic materials (Science and technology of materials)The main aim is to provide the student with a robust background in materials, able to couple scientific and technological knowledge in a synergistic manner, providing general guidelines for translating scientific knowledge into technological tools for mechanical and automotive engineering. The student will learn: - the relation between materials atomic structure and properties; - how to exploit this scientific background in controlling materials properties; - how to select materials to fulfil design requirements; - to develop a confident approach to materials and their properties; - how the main mechanical tests are executed practically; - how to correlate the mechanical and technological properties of alloys with manufacturing technologies, - how to optimally select metals and alloys, including manufacturing processes for the design and construction of mechanical components and structures under specified operating conditions.Science and technology of materials/Technology of metallic materials (Technology of metallic materials)The main aim is to provide the student with a robust background in materials, able to couple scientific and technological knowledge in a synergistic manner, providing general guidelines for translating scientific knowledge into technological tools for mechanical and automotive engineering. The student will learn: - the relation between materials atomic structure and properties; - how to exploit this scientific background in controlling materials properties; - how to select materials to fulfil design requirements; - to develop a confident approach to materials and their properties; - how the main mechanical tests are executed practically; - how to correlate the mechanical and technological properties of alloys with manufacturing technologies, - how to optimally select metals and alloys, including manufacturing processes for the design and construction of mechanical components and structures under specified operating conditions.

Science and technology of materials/Technology of metallic materials (Science and technology of materials)The primary aim of this course is to give students basic knowledge of materials, microstructure and processing technologies of interest for automotive and mechanical engineering. The properties of the main classes of materials will be presented, in particular their mechanical and thermal properties. Special attention will be given to steels, cast irons and Al alloys along with their manufacturing processes. Applications of selected classes of steels, Al alloys, cast irons will be discussed, together with the main classes of polymers, aiming to guide students toward material selection, design and quality assessment.Science and technology of materials/Technology of metallic materials (Technology of metallic materials)The primary aim of this course is to give students basic knowledge of materials, microstructure and processing technologies of interest for automotive and mechanical engineering. The properties of the main classes of materials will be presented, in particular their mechanical and thermal properties. Special attention will be given to steels, cast irons and Al alloys along with their manufacturing processes. Applications of selected classes of steels, Al alloys, cast irons will be discussed, together with the main classes of polymers, aiming to guide students toward material selection, design and quality assessment.

Science and technology of materials/Technology of metallic materials (Science and technology of materials)The course is developed along Lessons, Exercise and Lab Training. Science and Technology of Materials (STM): Introduction on metals, polymers, basic notions on ceramics, glasses and composites. Correlations structure/property of materials, Crystalline structure and defects, Amorphous structure, Plastic deformation. (10 hours). Mechanical and thermal properties, their relation to materials structure (20 hours). Phase diagrams use and examples (10 hours). Polymers, glasses: properties, uses and related technologies (10 hours). Technology of Metallic Materials (TMM). Brief review of metallic bonding theory: electronegativity, anisotropy and allotropy, Humé-Rothery rules; solid solutions, intermetallic and interstitial compounds. Extended treatment of lattice defects in metals. Multiscale of microstructure; inspection and diagnostics by microscopy. Strengthening mechanisms. Corrosion of metals and alloys and their protection methods. Tensile test; the Ludwik-Hollomon law; extraction of formability parameters from tensile test curve. (20h). Manufacturing of alloys. Manufacturing by casting technologies, Homogeneous/ heterogeneous nucleation and phase growth upon solidification; casting microstructure and defects, semi-solid casting; solid-state phase transformations. Manufacturing by plastic deformation (hot, warm and cold forming); stress relieve, recrystallization, grain growth; superplastic forming; forging, rolling, extrusion. Cold sheet forming: deep drawing, hydroforming; influence of processing methods on microstructure and mechanical properties. Sheet formability tests; FLD curves. Manufacturing by powder metallurgy. Overview of welding, alloys weldability, welding defects. (10h) Ferrous alloys: European nomenclature; basic phase diagrams: metastable Fe-Fe3C, Fe-N, Fe-Ni, Fe-Cr; production of steels; influence of alloying elements; equilibrium and non equilibrium phases in steels; their microstructure and distinctive properties. TTT curves and CCT curves: origin, interpretation and their application to heat treatment of steels. Annealing, normalizing, quenching and tempering. Hardenability and Jominy test; thermomechanical heat treatments: austempering and martempering. Embrittlement and residual stresses upon cooling. Surface hardening of steels: induction and laser hardening, carburizing, nitriding and carbonitriding treatments. Stainless steels. Example of selection of steels for mechanical applications. Cast irons: European nomenclature of cast irons; equilibrium Fe-C phase diagram, microstructure and mechanical properties of grey, ductile, white cast irons; heat treatment method and mechanical properties. (15h) Non ferrous metals: alluminum and alluminum alloys; European nomenclature, classification. Casting alloys: influence of alloying elements; Al-Si phase diagrams. Methods of microstructure refinement. Wrought alloys. Strengthening by heat treratment: aging, underaging and overaging. Mechanical properties. Selection criteria of alloys for mechanical applications. Overview of magnesium and magnesium alloys; titanium and titanium alloys; copper and its alloys.Science and technology of materials/Technology of metallic materials (Technology of metallic materials)The course is developed along Lessons, Exercise and Lab Training. Science and Technology of Materials (STM): Introduction on metals, polymers, basic notions on ceramics, glasses and composites. Correlations structure/property of materials, Crystalline structure and defects, Amorphous structure, Plastic deformation. (10 hours). Mechanical and thermal properties, their relation to materials structure (20 hours). Phase diagrams use and examples (10 hours). Polymers, glasses: properties, uses and related technologies (10 hours). Technology of Metallic Materials (TMM). Brief review of metallic bonding theory: electronegativity, anisotropy and allotropy, Humé-Rothery rules; solid solutions, intermetallic and interstitial compounds. Extended treatment of lattice defects in metals. Multiscale of microstructure; inspection and diagnostics by microscopy. Strengthening mechanisms. Corrosion of metals and alloys and their protection methods. Tensile test; the Ludwik-Hollomon law; extraction of formability parameters from tensile test curve. (20h). Manufacturing of alloys. Manufacturing by casting technologies, Homogeneous/ heterogeneous nucleation and phase growth upon solidification; casting microstructure and defects, semi-solid casting; solid-state phase transformations. Manufacturing by plastic deformation (hot, warm and cold forming); stress relieve, recrystallization, grain growth; superplastic forming; forging, rolling, extrusion. Cold sheet forming: deep drawing, hydroforming; influence of processing methods on microstructure and mechanical properties. Sheet formability tests; FLD curves. Manufacturing by powder metallurgy. Overview of welding, alloys weldability, welding defects. (10h) Ferrous alloys: European nomenclature; basic phase diagrams: metastable Fe-Fe3C, Fe-N, Fe-Ni, Fe-Cr; production of steels; influence of alloying elements; equilibrium and non equilibrium phases in steels; their microstructure and distinctive properties. TTT curves and CCT curves: origin, interpretation and their application to heat treatment of steels. Annealing, normalizing, quenching and tempering. Hardenability and Jominy test; thermomechanical heat treatments: austempering and martempering. Embrittlement and residual stresses upon cooling. Surface hardening of steels: induction and laser hardening, carburizing, nitriding and carbonitriding treatments. Stainless steels. Example of selection of steels for mechanical applications. Cast irons: European nomenclature of cast irons; equilibrium Fe-C phase diagram, microstructure and mechanical properties of grey, ductile, white cast irons; heat treatment method and mechanical properties. (15h) Non ferrous metals: alluminum and alluminum alloys; European nomenclature, classification. Casting alloys: influence of alloying elements; Al-Si phase diagrams. Methods of microstructure refinement. Wrought alloys. Strengthening by heat treratment: aging, underaging and overaging. Mechanical properties. Selection criteria of alloys for mechanical applications. Overview of magnesium and magnesium alloys; titanium and titanium alloys; copper and its alloys.

Science and technology of materials/Technology of metallic materials (Science and technology of materials)Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Science and technology of materials/Technology of metallic materials (Technology of metallic materials)Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria;
Science and technology of materials/Technology of metallic materials (Science and technology of materials)Exam: Written test; Science and technology of materials/Technology of metallic materials (Technology of metallic materials)Exam: Written test; Compulsory oral exam;
... Science and technology of materials/Technology of metallic materials (Science and technology of materials)Students who pass either TMM or STM exam, are able to hold their score, until the other exam is passed, for a maximum time limit of one academic year. Only when both exams passed, the final mark, which results from the algebraic average of both exam marks, will be formally recorded on the student’s electronic "libretto". 18/30 is the minimum to pass each exam. 30/30 cum laude (L) is the maximum. Cum laude (L) is awarded to exceptionally good exams, exceeding the maximum, as a discretional decision of the evaluator. The STM the exam consists in a written test based on four questions and/or exercises similar to those done during STM lectures and covering all the STM program; it will last one hour, the end time will be written on the blackboard; use of internet, books and notes is not allowed, as well as any communication with other students, which will result with the end of the exam. It is possible to leave the room during the exam, but this means the exam cannot be continued. Exceptions due to proven health issues are allowed. Students are allowed to use their calculator. An identity card with picture must be kept on the desk during the exam, together with pens, ruler and calculator. The students are requested to write in an understandable way, not with pencils; no additional pages must be added to the provided ones. Bags and backpacks must be left at the room exit. Students willing to withdraw must write "withdrawn" on the first page, give the exam text back to the teacher, then exit the room. Results will be communicated on the course web page by the end of the exams’ session; students can see their revised exam: date and place will be communicated on the course web page. The TMM exam consists of two steps: a written test (three "semi-open" questions to be answered within 30 min) and an oral test (two questions for 10-15 min). The first step aims at assessing the acquired fundamentals of TMM. The oral test will start with an initial question, which may relate with the written test whereas the second question may require the solution of a case study, especially on applications of materials selection. "Semi-open" means that the questions will imply answers within a fixed number of and specific guidelines.Science and technology of materials/Technology of metallic materials (Technology of metallic materials)Students who pass either TMM or STM exam, iare s able to hold their score, until the other exam is passed, for a maximum time limit of one academic year. Only when both exams passed, the final mark, which results from the algebraic average of both exam marks, will be formally recorded on the student’s electronic "libretto". 18/30 is the minimum to pass each exam. 30/30 cum laude (L) is the maximum. Cum laude (L) is awarded to exceptionally good exams, exceeding the maximum, as a discretional decision of the evaluator. The STM the exam consists in a written test based on four questions and/or exercises similar to those made during STM lectures and covering all the STM program; it will last one hour, the end time will be written on the blackboard; use of internet, books and notes is not allowed, as well as any communication with other students, which will result with the end of the exam. It is possible to leave the room during the exam, but this means the exam cannot be continued. Exceptions due to proven health issues are allowed. Students are allowed to use their calculator. An identity card with picture must be kept on the desk during the exam, together with pens, ruler and calculator. The students are requested to write in an understandable way, not with pencils; no additional pages must be added to the provided ones. Bags and backpacks must be left at the room exit. Students willing to withdraw must write "withdrawn" on the first page, give the exam text back to the teacher, then exit the room. Results will be communicated on the course web page by the end of the exams’ session; students can see their revised exam: date and place will be communicated on the course web page. The TMM exam consists of two steps: a 30 min written test (consisting of three "semi-open" questions) - the use of internet, books, notes, electronic devices, including calculators, is not allowed - and 10 to 15 min oral test, consisting of two questions. The first step aims at assessing the acquired fundamentals of TMM. The oral test will start with an initial question, which may relate with the written test whereas the second question may require the solution of a case study, especially on applications of materials selection. "Semi-open" means that the questions will imply answers within a fixed number of lines and following specific guidelines.

Science and technology of materials/Technology of metallic materials (Science and technology of materials)The teaching material will be available in the form of slides (STM) lecture notes In addition, the following textbooks are suggested as guideline as well as for in-depth study. STM: W. D. Callister "Materials Science and Engineering An Introduction" – John Wiley & Sons, Inc. TMM: • Structure and Properties of Engineering Alloys, W.F. Smith, McGrawHill, 2^ Ed., 2004. • R.A. Higgins - Materials for engineers and technicians: applied physical metallurgy, 6th ed., Arnold, 2006. • M. Ashby – Materials Engineering Science Processing and Design, BH, 1st Ed., 2007. • Meyers-Chawla - Mechanical Behavior of Materials, 2nd ed., Cambridge, 2009. • Z. Marchiniak, J.L. Duncan, S.J. Hu, Mechanics of Sheet Metal Forming, BH, 2nd Ed., 2002. • M.F. Ashby, D.R.H. Jones, Engineering Materials 1: An introduction to properties, applications. and design, B/H ed., 2012.Science and technology of materials/Technology of metallic materials (Technology of metallic materials)The teaching material will be available in the form of slides (STM) lecture notes In addition, the following textbooks are suggested as guideline as well as for in-depth study. STM: W. D. Callister "Materials Science and Engineering An Introduction" – John Wiley & Sons, Inc. TMM: • Structure and Properties of Engineering Alloys, W.F. Smith, McGrawHill, 2^ Ed., 2004. • R.A. Higgins - Materials for engineers and technicians: applied physical metallurgy, 6th ed., Arnold, 2006. • M. Ashby – Materials Engineering Science Processing and Design, BH, 1st Ed., 2007. • Meyers-Chawla - Mechanical Behavior of Materials, 2nd ed., Cambridge, 2009. • Z. Marchiniak, J.L. Duncan, S.J. Hu, Mechanics of Sheet Metal Forming, BH, 2nd Ed., 2002. • M.F. Ashby, D.R.H. Jones, Engineering Materials 1: An introduction to properties, applications. and design, B/H ed., 2012.

Scienza e tecnologia dei materiali/Tecnologia dei materiali metallici (Scienza e tecnologia dei materiali)L’insegnamento si propone l'obiettivo generale di fornire allo studente una formazione di base sui materiali capace di coniugare sinergicamente aspetti scientifici ad aspetti tecnologici, fornendo linee-guida per la traduzione di conoscenze di base in strumenti sfruttabili nella progettazione. Quindi al termine dell'insegnamento si chiederà allo studente di: - conoscere la dipendenza delle proprietà macroscopiche dei materiali da aspetti di livello atomico e microstrutturale ; - conoscere la classificazione dei materiali in base ai loro legami chimici, l’influenza della tipologia di legame sulle proprietà , la struttura dei materiali , l'influenza dei difetti reticolarti sulle proprietà dei materiali. - conoscere la possibilità di applicare queste conoscenze di base al controllo delle proprietà del materiale, per rendere più adatte alla specifica applicazione e ai requisiti di progetto -Conoscere e comprendere le proprietà meccaniche, le proprietà termiche e ottiche dei materiali e la correlazione con la loro struttura. - conoscere la terminologia internazionale, in particolare quella inglese per poter interpretare gli standard normativi - conoscere ed interpretare i principali diagrammi di stato; - conoscere le caratteristiche delle principali classi di materiali non metallici ( vetri, ceramici, polimeri e compositi) , con particolare riferimento a quelli di interesse ingegneristico; conoscenza delle principali proprietà , cenni alle tecnologie produttive e applicazioni - applicare le conoscenze acquisite sulla struttura e sulle proprietà dei materiali per risolvere esercizi pratici relativi a proprietà meccaniche e termiche. - applicare le conoscenze acquisite sulla microstruttura dei materiali, sui diagrammi di stato e sulle trasformazioni da essi descritte per risolvere esercizi semplici di determinazione delle fasi presenti, delle loro composizioni, quantità relative e delle microstrutture su diagrammi di stato binari Scienza e tecnologia dei materiali/Tecnologia dei materiali metallici (Tecnologia dei materiali metallici)Conoscienza e comprensione dei principi generali della metallurgia delle leghe ferrose e delle leghe di alluminio e delle caratteristiche salienti delle leghe di maggior rilievo nella costruzione di autoveicoli.

Scienza e tecnologia dei materiali/Tecnologia dei materiali metallici (Scienza e tecnologia dei materiali)Il modulo di Scienza e Tecnologia dei Materiali si propone di fornire una cultura ingegneristica di base sui materiali, con particolare enfasi alle correlazioni esistenti tra struttura, microstruttura e prestazione del materiale, sottolineando quindi le potenzialità di progettazione con materiali tradizionali ed innovativi, attraverso un controllo delle loro caratteristiche microstrutturali. La trattazione è pertanto finalizzata alla comprensione di come le proprietà di un materiale possano significativamente condizionare la fase di scelta, nell'ambito del processo progettuale di un sistema complesso. Accanto agli approfondimenti teorici, si dedica spazio ad esempi illustrativi, che consentano allo studente di riflettere su come tali proprietà costituiscano una informazione indispensabile per l'adozione di una corretta procedura di selezione e progettazione, anche in considerazione delle modalità disponibili per la loro modifica: particolare enfasi è quindi posta sui concetti tipici della tecnologia dei materiali, di spiccata utilità ingegneristica, mantenendo un legame logico ed esplicativo con gli aspetti di base della scienza dei materiali. L'insegnamento riguarda in dettaglio la descrizione dei materiali non metallici, ossia ceramici, polimerici e vetrosi, con cenni ai materiali compositi e si pone come fonte di conoscenza complementare e integrativa alle nozioni fornite nel modulo di Tecnologia dei materiali metallici. Scienza e tecnologia dei materiali/Tecnologia dei materiali metallici (Tecnologia dei materiali metallici)Il modulo si propone di fornire una cultura ingegneristica di base sui materiali metallici, con particolare enfasi sui materiali metallici maggiormente usati negli autoveicoli e sulle correlazioni esistenti tra processi produttivi, microstrutture e prestazioni del materiale. Verranno perciò trattati i principi generali della metallurgia delle leghe ferrore (acciai e ghise) e delle leghe di alluminio, ivi incluse le fasi, le microstrutture, le trasformazioni allo stato solido, gli effetti degli elementi di lega, i trattamenti termici e termomeccanici e le proprietà conseguenti. Verranno inoltre illustrati i tipi principali di leghe metalliche di uso corrente nell'industria automobilistica, inclusi acciai, ghise e leghe di alluminio per colata e per deformazione plastica.

Scienza e tecnologia dei materiali/Tecnologia dei materiali metallici (Scienza e tecnologia dei materiali)Il modulo di Scienza e Tecnologia dei Materiali presenta contenuti indispensabili alla formazione dell'Ingegnere, riassumibili nei punti seguenti: -Struttura dei materiali cristallini e amorfi; difetti reticolari. -Correlazione struttura-comportamento elastico dei materiali. -Correlazione struttura-comportamento plastico dei materiali. -Correlazione struttura-altre proprietà dei materiali (termiche, elettriche, ottiche). -Modifica delle proprietà dei materiali: costituenti microstrutturali dei materiali (soluzioni solide, fasi intermedie), diagrammi di stato e trasformazioni (fusione/solidificazione, rafforzamento per precipitazione), evoluzione microstrutturale e conseguenze sulle proprietà . - Generalità sulle principali classi di materiali non metallici di interesse ingegneristico (ceramici, polimerici, vetri, compositi): cenni alle principali categorie e loro proprietà . Esempi relativi all'utilizzo di tali materiali nel settore dell'Ingegneria dell'Autoveicolo Scienza e tecnologia dei materiali/Tecnologia dei materiali metallici (Tecnologia dei materiali metallici)Elementi di siderurgia. Emissioni di CO2 in ambito siderurgico. Elaborazione dell'acciaio liquido, colata continua, laminazione a caldo Strutte cristallografiche del ferro e diagramma di stato ferro-carbonio. Trasformazioni dell'austenite in ferrite, perlite, bainite e martensite. Trattamenti termici degli acciai: ricottura di lavorabilità , ricottura completa, bonifica. Transizione duttile-fragile negli acciai ferritici e meccanismi di frattura. Saldatura e saldabilità degli acciai. Elementi di corrosione e protezione. Acciai a basso carbonio per strutture saldate: acciai ferritici-perlitici ed HSLA; acciai per imbutitura profonda; acciai per lamiere altoresistenziali DP, TRIP e Q&P, acciai per stampaggio a caldo di lamiere. Acciai a medio carbonio per organi meccanici: acciai per bonifica, tempra e temprabilità , acciai microlegati a medio carbonio. Trattamenti superficiali: tempra ad induzione; cementazione gassosa; nitrurazione gassosa. Acciai ad alto carbonio per cuscinetti volventi. Acciai inossidabili: proprietà e classificazione, tipi austenitici e ferritici. Richiami di magnetismo. Acciai magnetici dolci . Leghe samario-cobalto e ferro-neodimio-boro per magneti permanenti. Ghise grigie lamellari e sferoidali, con matrici ferritiche-perlitiche ed austemperate; cenni ad altri tipi di ghise. Leghe di alluminio: caratteristiche generali e rafforzamento per precipitazione. Leghe di alluminio per deformazione plastica: caratteristiche generali, leghe delle serie 5000 e 6000. Leghe di alluminio per fonderia (con silicio). Rame non legato per applicazioni elettriche. Esercitazione di laboratorio: preparazione metallografica e metallografia ottica.

Scienza e tecnologia dei materiali/Tecnologia dei materiali metallici (Scienza e tecnologia dei materiali)Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Scienza e tecnologia dei materiali/Tecnologia dei materiali metallici (Tecnologia dei materiali metallici)Modalita di esame: Prova scritta (in aula);
Scienza e tecnologia dei materiali/Tecnologia dei materiali metallici (Scienza e tecnologia dei materiali)Exam: Written test; Scienza e tecnologia dei materiali/Tecnologia dei materiali metallici (Tecnologia dei materiali metallici)Exam: Written test;
... Scienza e tecnologia dei materiali/Tecnologia dei materiali metallici (Scienza e tecnologia dei materiali)Per quel che concerne i contenuti del modulo di Scienza e Tecnologia dei Materiali, essi saranno verificati con una prova scritta con domande aperte, esercizi di calcolo e quiz multiscelta su tutti gli argomenti trattati durante l’insegnamento, che possono essere riassunti come: - correlazione delle proprietà macroscopiche dei materiali con la struttura atomica e la microstruttura; - controllo delle proprietà del materiale, per renderle più adatte ad una specifica applicazione; - selezione dei materiali in modo che essi rispondano adeguatamente ai requisiti di progetto; - terminologia internazionale, in particolare quella inglese, degli standard normativi. La durata dello scritto è di circa 1 ora (circa 15 domande). Il punteggio massimo totale sarà 32 punti, pari a 30L. Per ogni risposta sbagliata nelle domande multiscelta sarà applicata una penalizzazione. Ogni risposta non data vale 0 punti. Nella prova d’esame non è consentito l’uso di materiale didattico. A tutti gli studenti è data facoltà di incontrare i docenti per commenti sulla valutazione dell’esame. Il voto finale dell’esame sarà dato dalla media aritmetica delle prove del modulo di Scienza e Tecnologia dei Materiali e Tecnologia dei Materiali Metallici arrotondato per eccesso. Per superare l’esame occorre aver ottenuto un voto sufficiente in entrambi i moduli.Scienza e tecnologia dei materiali/Tecnologia dei materiali metallici (Tecnologia dei materiali metallici)L'esame è rivolto ad accertare la conoscenza e la comprensione di tutti gli argomenti trattati nel modulo e delle loro interrelazioni. Si svolge un esame scritto con durata di 1 ora, costituito da 5 domande aperte, con uguale peso, che possono riguardare tutti gli argomenti trattati. Nella prova d’esame non è consentito l’uso di materiale didattico, nè di dispositivi elettronici. Le risposte sono valutate sulla base della correttezza (rispetto allo stato dell'arte) e della completezza (rispetto agli argomenti trattati nel corso).

Scienza e tecnologia dei materiali/Tecnologia dei materiali metallici (Scienza e tecnologia dei materiali)Per il modulo di Scienza e Tecnologia dei Materiali, sono elencati alcuni libri di riferimento. Il docente indicherà di volta in volta l'opportuna bibliografia. W. D. Callister, Materials Science and Engineering an Introduction, Wiley&Sons M. Ashby, H. Shercliff, D. Cebon, 'Materiali. Dalla scienza alla progettazione ingegneristici' Casa Editrice Ambrosiana (2009) W.F. Smith, 'Scienza e Tecnologia dei Materiali' McGraw-Hill (2004) J.F. Shackelford 'Scienza e Ingegneria dei Materiali', Pearson-Paravia (2009). Scienza e tecnologia dei materiali/Tecnologia dei materiali metallici (Tecnologia dei materiali metallici)Si consiglia di usare prioritariamente le dispense fornite dal docente. Si consigliano inoltre i seguenti testi per consultazione ed approfondimento: - M. Boniardi, A. Casaroli, “Metallurgia degli acciai - parte prima� (o "Steel metallurgy - volume I“) (testo digitale ad accesso libero) - M. Boniardi, A. Casaroli, “Metallurgia degli acciai - parte seconda� (o "Steel metallurgy - volume II“) (testo digitale ad accesso libero) - F.C. Campbell, "Elements of Metallurgy and Engineering Alloys�, ASM International, 2008 (testo digitale accessibile tramite la biblioteca del Politecnico)

Conoscenza dei principi della termodinamica; Capacità di applicare i principi della termodinamica a sistemi semplici; Capacità di applicare i principi della termodinamica nel caso di processi che utilizzino fluidi elementari, quali gas ideali e vapore d’acqua. Capacità di leggere i diagrammi termodinamici Conoscenza dei principali processi e cicli termodinamici , sia cicli diretti (motori) che cicli inversi (macchine operatrici) Conoscenza dei fondamenti della trasmissione del calore anche con riferimento al moto dei fluidi; Saper individuare i meccanismi di trasmissione del calore significativi per un dato fenomeno. Saper analizzare il funzionamento di uno scambiatori di calore e procedere ad un primo dimensionamento.

L'insegnamento è diviso in due parti, in ognuna delle quali si trattano prima i metodi e le questioni di carattere generale e quindi le applicazioni. Nella prima parte gli studenti sono guidati a comprendere come i cambiamenti nei corpi materiali siano legati e determinati dagli scambi con altri corpi di energia in forma di calore e lavoro. Si introducono le definizioni e i concetti fondamentali, le leggi fenomenologiche e i principi generali che governano questi fenomeni insieme con le loro rappresentazioni matematiche. Successivamente si descrivono i principali processi termodinamici per la conversione di calore in lavoro e viceversa nei motori e nelle macchine frigorifere, e per controllare il comportamento di miscele di gas, specialmente quelle di aria e vapore acqueo, insieme ai relativi metodi di calcolo. Nella seconda parte si sviluppa dal punto di vista fenomenologico e dei calcoli l'analisi dei meccanismi attraverso i quali si trasferisce l'energia nello spazio e nel tempo come la conduzione di calore, la convezione e la radiazione termica. Tra le applicazioni fondamentali si studiano gli scambiatori di calore e il trasferimento di calore nelle superfici estese, come le alette di raffreddamento.

DEFINIZIONI E PRINCIPI DELLA TERMODINAMICA (27 ORE): Scopo della Termodinamica. Definizioni fondamentali: Grandezze primitive e derivate. Coordinate termodinamiche, stato ed equazioni di stato. Processi e trasformazioni. Processi diretti ed inversi e ciclici. La temperatura: definizione e cenni di termometria. Grandezze funzione di trasformazione: Calore e flusso termico. Lavoro e potenza. Forze di superficie e di massa e interne. L’equazione dell’energia meccanica. Calorimetria: Trasformazioni di fluidi omogenei semplici. L’adiabatica. Applicazione ai gas ideali. Il primo principio della Termodinamica: Enunciato. Energia interna ed Entalpia. L’entalpia generalizzata. Il secondo principio della Termodinamica: Macchine termiche e rendimento. Le irreversibilità . L’enunciato fondamentale nella forma della diseguaglianza di Plank. Il ciclo ed il teorema di Carnot. L’equazione di Clapeyron. Processi reversibili. Entropia. Rendimento massimo di un ciclo. Il teorema del massimo rendimento e il lavoro massimo. Il primo principio per i sistemi aperti. Il secondo principio per i sistemi aperti. I sistemi aperti: Descrizione lagrangiana ed euleriana. La portata di massa. Conservazione della massa e della quantità di moto, primo e secondo principio della Termodinamica. L'equazione di Bernoulli. CICLI DIRETTI E INVERSI (18 ORE) Motori a gas: I cicli ideali di Carnot, Otto, Diesel, Joule. I sistemi polifasi: I cambiamenti di stato e le trasformazioni liquido-vapore. Definizioni ed equazioni fondamentali. Il titolo. L'equazione di Clapeyron. Motori a vapore: I cicli termodinamici a vapore di Carnot, Hirn e Rankine, e loro rappresentazioni nei piani p-v, T-s e h-s. Il rendimento del ciclo Rankine. Surriscaldamenti e rigenerazione. I gas reali: equazioni di stato. Macchine frigorifere e pompe di calore: Fluidi con attrito ed effetto Joule-Thomson nella trafilazione isoentalpica. I cicli inversi. Definizioni. L'efficienza o COP. Il diagramma h-log p. Cicli di macchine frigorifere a compressione di vapore con compressione semplice e multistadio. PSICROMETRIA (6 ORE) Le miscele ideali di gas ideali, grandezze psicrometriche, diagramma di Mollier dell’aria umida, trasformazioni aria umida. FONDAMENTI DI TRASMISSIONE DEL CALORE: CONDUZIONE ,CONVEZIONE E IRRAGGIAMENTO (19 ORE) Introduzione alla trasmissione del calore. Rappresentazioni continue e discrete. I modi dello scambio termico. La conduzione: L'equazione fondamentale con le condizioni al contorno. La relazione di Fourier. Fenomenologia e conduttività termica. Applicazioni. Moto dei fluidi e convezione: Viscosità . Moto laminare e turbolento e numero di Reynolds. Interazioni fluido-parete e strato limite di velocità e temperatura su lastre piane e nei condotti. La convezione e l'equazione di Newton. I numeri adimensionali. Convezione forzata in lastra piana. Lo scambio termico nei condotti. Relazioni adimensionali per la convezione forzata. Convezione naturale e relazioni adimensionali in lastra piana. Irraggiamento: Definizioni e grandezze caratteristiche. Il corpo nero. Le leggi di Stefan-Boltzmann e Wien. I corpi reali e le leggi di Kirchhoff. Scambio di energia raggiante tra superfici. I fattori di forma. L'analogia elettrica. APPLICAZIONI NOTEVOLI: SCAMBIATORI DI CALORE, SUPERFICI ESTESE (10 ORE) Scambiatori di calore: Classificazione e caratteristiche costruttive. Calcolo degli scambiatori a superficie. Bilanci di energia e flussi termici. Andamento della temperatura dei fluidi negli scambiatori a tubi coassiali. Efficienza. Il raggio critico e transitorio a massa concentrata. Teoria delle Alette e dei banchi alettati.

Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Elaborato progettuale individuale;
Exam: Written test; Individual project;
... L'esame intende verificare l'apprendimento dei contenuti del corso, in particolare la conoscenza dei principi della termodinamica anche con riferimento ai diagrammi termodinamici e la conoscenza dei fondamenti della trasmissione del calore anche con riferimento al moto dei fluidi. Svolgendo l’esame, lo studente aderisce al Codice Etico del Politecnico di Torino. Organizzazione dell’esame: - Prova scritta obbligatoria in aula (è obbligatoria la prenotazione). La prova scritta consisterà in: domande a risposta chiusa (con scelta multipla, di tipo numerico oppure concettuale); domande di teoria a risposta aperta, esercizi per cui sarà richiesto di riportare lo svolgimento e la soluzione numerica sui fogli forniti in aula. - Durante la prova scritta è possibile usare una calcolatrice scientifica. Non è consentito usare altro materiale (cellulare, libri, appunti, ecc.); - E' indispensabile avere alla prova scritta un documento di riconoscimento valido e con foto e una biro (a inchiostro BLU o NERO); - La durata della prova scritta potrà variare da un minimo di 1,5 h a un massimo 2 h (in base al tempo richiesto per i calcoli): il tempo esatto così come la distribuzione dei punteggi tra le varie sezioni saranno specificati all’inizio della prova; - Si intende superata la prova scritta se e solo se si consegue un punteggio non inferiore a 18/30; in caso inferiore si viene respinti; - La votazione assegnata alla prova scritta obbligatoria può consentire di conseguire sino a 30/30; - Per le esercitazioni svolte a casa possono essere aggiunti sino a 2 punti da sommare alla valutazione della prova scritta obbligatoria purché già sufficiente. La presenza di errori significativi non consente l’attribuzione di alcun punteggio. Perché la valutazione possa avere luogo, le esercitazioni svolte a casa devono essere depositate nella sezione “elaborati� del portale della didattica del'insegnamento, entro il termine di scadenza di iscrizione all’appello in cui si vuole sostenere l’esame. - L'accettazione o il rifiuto del voto potranno essere esercitati secondo le modalità operative stabilite a livello centrale dall'Ateneo.

L’unico riferimento degli argomenti trattati nell'insegnamento e che saranno oggetto di esame è il programma riportato sopra. Ai fini di una preparazione adeguata e per comprendere meglio gli argomenti trattati occorre approfondire lo studio su un libro. Di seguito alcuni testi suggeriti: • Calì M, Torchio M F, ELEMENTI DI TERMODINAMICA TECNICA, Clut Editore, Torino • Cavallini A, Mattarolo L, TERMODINAMICA APPLICATA, Cleup Editore, Padova. • Cavallini A, Bonacina C, Mattarolo L., TRASMISSIONE DEL CALORE, Cleup Editore, Padova. • Collana Create, APPLICAZIONI DI TERMODINAMICA E TRASMISSIONE DEL CALORE, Edizione 2023, McGraw-Hill Editore (ISBN 9781307924657) • Torchio M F, ESERCIZI SVOLTI DI TERMODINAMICA PER INGEGNERI, Clut Editore, Torino. • Torchio M F, TABELLE E DIAGRAMMI DI TERMODINAMICA APPLICATA E TRASMISSIONE DEL CALORE. Clut Editore, Torino, (ISBN 9788879924948) Ulteriori indicazioni sui testi preferenzialmente usati per le varie parti del corso saranno fornite attraverso il portale della didattica.

• Basics of Matlab and Simulink; - Knowledge of the concept of dynamical system together with its mathematical representations such as state equations and transfer functions. - Skill in deriving mathematical models of dynamical systems. - Skill in computing the solution of the system state equations. - Skill in evaluating the behavior of a dynamical system through numeric simulation. - Knowledge of structural properties (stability, reachability, observability) of dynamical systems. - Knowledge of the concept of feedback control of dynamical systems. - Skill in designing feedback controllers via (estimated) state feedback. - Knowledge of the main performance requirements of feedback systems. - Knowledge of the main feedback system analysis techniques based on harmonic tools. - Skill in analyzing the stability and the performances of feedback control systems. - Knowledge about simplest industrial controllers (PID). - Knowledge about sampled data control systems and realization through digital filters. - Skill in designing sampled data control systems. - Skill in evaluating the behavior and performances of controlled systems through numerical simulation.

Automatic Control is an important field of engineering allowing to design systems that work without (or with minimal) human intervention. Modern vehicles contain numerous control systems, from invisible braking and engine controllers to high-level intelligent driving assisting systems. Automatic control will be ubiquitous in autonomous driving, which is a near future of the automotive industry. This course provides a brief introduction into basic principles of automatic control design, focusing on linear control design methods in continuous and sampled time. At the end of the course, optional project will be proposed devoted to implementation of digital controllers and filters on programmable logic controllers.

• Introduction to dynamical systems. - Modeling and state space description. - Solution of state equations. - Modal analysis - Stability of linear systems. - Block algebra. - Reachability (controllability) and observability. - Introduction to feedback control. - Control through feedback of the estimated states - Bode, polar and Nyquist diagrams. - Nyquist stability criterion. - Stability margins. - Feedback systems response due to polynomial inputs; steady state tracking errors, disturbance attenuation and rejection. - Time and frequency response of first and second order systems. - Feedback systems performance: transient and steady state. - Industrial controllers (PID). - Discrete-time systems. Analysis and design of sampled data control systems.

Modalita di esame: Test informatizzato in laboratorio; Prova scritta in aula tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;
Exam: Computer lab-based test; Computer-based written test in class using POLITO platform;
... Duration of the exam is 3 hours. Allowed material: a cheat sheet with main equations, Laplace transforms and key definitions (will be disseminated before the exam). It can printed and brought to the exam, also will be available for downloading during the exam. Matlab programs, printed lecture notes and exercise solutions are not allowed. The students should bring their laptops to the exam. Other electronic devices are not allowed. The students can use online Matlab through the exam platform (Matlab cannot be started from their own computers). Simulink is also available in the online version, but is quite slow and not recommended during the exam. The exam is organized as a computer-based tests with 8 open or multiple-choice questions, each gives up to 4 points. Examples will be provided during the lectures and laboratory practicums, typical topics are -- computation of equilibria for nonlinear systems; -- linearization and stability analysis of equilibria; -- solving linear equations via Laplace transforms; -- computation of transfer functions; -- modal analysis; -- pole-placement design of controllers and observers; -- discretization; -- identification of discrete-time systems. Some general theoretical questions can be given, e.g., what is a controllable system or what is the Nyquist curve? A student can also receive 2 extra points (added to the exam mark) for the optional project, hence, the maximal mark is 34. Marks 31-34 are registered as "30 e lode." The minimal mark to pass the exam is 18.

G.F. Franklin, J.D. Powell, A. Emami-Naeini, Feedback Control of Dynamic Systems, Prentice Hall, 2009. N. Nise, Control systems engineering, Wiley, 4th ed., 2004. K. Ogata, Modern Control engineering, Prentice Hall, 4th ed., 2004. G. Calafiore, Elementi di Automatica, CLUT, 2007. Lecture slides and laboratory practice handouts will be available.

Knowledge of: • The types of electrical machines and their use in the different electrified vehicles • The loss characteristics, thermal behavior, and cooling aspects • The sizing equations of the e-machine • The e-machine dynamic model for electric-drive level simulation • The steady-state model of the e-machine for system level simulation Ability of: • Deriving the e-machine specifications, given the application requirements • Simulate the e-machine steady-state and dynamic behavior • Evaluate the e-machine performance across standard driving cycles Capability of: • Selecting the correct e-machine type for the vehicle application • Assessing and comparing the KPIs of different e-machines • Defining the specifications and KPIs to deal with e-machine suppliers

Vehicle electrification is continuously gaining momentum. Electrified vehicles span from the battery-electric vehicle and hydrogen-based fuel-cell electric vehicle to many kinds of hybrid solutions, with a starter-generator at the other end of the spectrum.

• E-machines for automotive: overview of vehicle electrification, classification of drivetrain types and e-machine types. Key definitions. • Fundamentals of electromechanical energy conversion. Magnetic circuits: wound field and permanent magnet excitation. Determination of the force and torque of an electric actuator. • DC machine: operating principle of the permanent magnet and wound stator types. Equivalent circuit and dynamic model. Mechanical characteristics, constant torque and constant power speed range, voltage saturation operation. • Thermal behavior of the e-machine: steady-state, transient operation, maximum ratings. • Distributed and concentrated windings for three-phase AC machines • Brushless motor with permanent magnets. Stationary and dynamic model of permanent magnet machines. Fields of application and comparison with the DC drives. • Wound-field synchronous machine. Stationary and dynamic model. Fields of application. • Induction machine. Stationary and dynamic model. Fields of application. • Synchronous reluctance and interior PM machines. Stationary and dynamic model. Fields of application. • E-machine sizing equations and design rules. Finite-Element assisted design of e-machines. Scaling rules of machine dimensions and output figures. • Electrical and mechanical transducers employed in electric motor drives: position, speed and torque transducers, current transducers, voltage transducers

... The exam has a written and an oral part, both given in presence. The written part has a duration of 90 minutes and consists of: - 4 multiple-choice quizzes: 2.0 points per question, -0.67 penalty points for errors - 2 numerical quizzes: 4 points per question. The numerical tolerance allowed on the result will be declared case by case. - 1 open quiz: 4 points max. - One written exercise: 12 total points. The score of the written exam (max 32) will be saturated to 30 and evaluated as follows: • With a score of 16 points or lower, the exam is failed. • A score of 17 or higher implies a mandatory oral examination. The oral exam consists of one or two questions covering the course program. The final score is the average of the written and oral parts scores.

The class notes, the simulation models, the exercises, and the documentation needed for preparing the exam will be provided online via the teaching portal. A useful source of information is found in the following books: • “Electrical Machines�. D. Gerling. Springer, 2016 • “Design of rotating electrical machines�, J. Pyrhonen, T. Jokinen and V. Hrabovcova. John Wiley & Sons, 2013 • “PM motor technology: design and applications�, J.F. Gieras, M. Wing; • “Electric vehicle machines and drives: design, analysis and application�. K.T. Chau. John Wiley & Sons, 2015. • SyR-e: Synchronous Reluctance Evolution (https://github.com/SyR-e )

Students are expected to acquire the knowledge related to the methodologies for the design of some of the most relevant machine components and of mechanical systems, with particular reference to the automotive engineering, taking into account the different types of applied loads (mission) and their interaction with other parts of the same machine (system).

The course aims at providing further knowledge to what was learned in the base courses of mechanical and automotive design. In particular, the course provides the fundamentals of machine component design and analysis, with selected reference to machine components used in vehicles and to their integration into complex systems. of One of the course objectives is the application of previously acquired knowledge on the strength of materials under static, dynamic, thermal and fatigue loads to the design of the machine components.

Strength of materials: ? Recall of the calculation of equivalent stress and possible failure modes ? Recall of fatigue strength of materials; factors influencing the fatigue life, fatigue characteristic data and standard diagrams; stress concentration due to notches; load time histories, damage and damage accumulation. ? Hertz theory for the calculation of the contact pressure, strength of materials to contact loads and wear problems Mechanical joints: ? Threaded joints, axial load and tightening torque, static and fatigue design. ? Welded joints: weld types made by arc welding, static and fatigue verification according to the normative, typical defects and evaluation of the weld class. Machine elements and their design: - Roller bearings: selection in the catalog, equivalent load, life estimation, lubrication, assembly and site preparation; ? Mechanical springs: Torsion bars, cylindrical helical springs, lamina spring and leaf springs, conical disc springs; ? Notes on friction clutches; ? Transmission joints: articulated, universal and homokinetic joints; ? Cylindrical spur gears, tooth involute profile, modular geometry, length of the contact path, transmission ratio, specific sliding coefficients, gear tooth bending and surface fatigue failure, criteria for the selection of the module.

... The final exam is devoted to evaluate the knowledge acquired in Machine design. The final exam consists in a written part and an elective oral part, both of them take place according to the general procedures defined by Politecnico. The written part generally consists in the solution of a couple of design and verification problems. During the tutorials, students will develop the solution of problems similar to those they will be asked to solve during the written exam. During the written exam the student may use, for consultation purpose, books, the lecture slides and the tutorial materials. The oral part of the exam is devoted to verify the level of knowledge of the Machine Design topics that have been taught during the lectures. The ability of the student to explain from the theoretical point of view the asked questions, making use of formulas, diagrams and sketches, is of particular importance. It is also of relevance the ability of the student to explain technical constructive solutions by means of handmade sketches. To pass the written test, the student has to obtain an evaluation equal or larger than 18/30 for each of the problems that form the test. In order to take the oral exam, the candidate must have passed the written test. The written and oral parts of Machine Design have to be taken in the same exam session. Booking through the portal is mandatory.

Slides and notes will be made available to students Even if there is not a textbook covering all the subjects developed during the course, the following books are recommended as useful readings: - A.R. Juvinall, K.M. Marshek - "Fundamentals of machine component design", Wiley - M. Rossetto - "Introduzione alla fatica", ed. Levrotto & Bella, Torino - J. Bannantine ? ?Fundamentals of metal fatigue analysis?, Prentice Hall 1990 Further reference books - R. Giovannozzi - "Costruzione di Macchine", ed. Patron, Bologna - J.A. Collins - "Failure of materials in mechanical design", ed. Wiley, New York - Wahl - "Mechanical springs"

Intended Learning Outcomes (ILOs) Knowledge and understanding: 1. to know and understand the main mechanical components and their functions; 2. to acquire a knowledge and understanding about the main important manufacturing and assembly processes in mechanical industry; 3. to know and understand the relationships between materials, manufacturing processes and product requirements; 4. to identify advantages and limitations of the main industrial manufacturing and assembly processes; 5. to realize the potentiality of unconventional processes in respect with traditional processes in the industrial production. Applying knowledge and understanding: 6. operational capacity to solve problems of medium complexity in the main fields of automotive engineering; 7. to be able to evaluate which manufacturing and assembly process is more suitable to ensure proper product requirements. Making judgements: 8) to able to critically identify and select the information necessary for a proper selection and planning of a manufacturing and assembly process; 9) to examine objectively the results obtained from analytical processing, numerical simulations or experimental laboratory tests; 10) to develop a predisposition to solving problems of medium complexity related to manufacturing and assembly technologies; 11) to make use of technical and scientific literature. Communication skills: 12) ability to structure and prepare scientific and technical documentations inherent to the main manufacturing processes used in the mechanical industry; 13) ability to present, communicate, discuss and argue the topics covered in the course. Ability to learn: 14) the student will develop learning skills through the individual study of the topics dealt in the lecture and exercise hours. In addition, the analysis of different problems of manufacturing and assembly processes may also be addressed by group discussions; 15) the student will have the opportunity to extent the knowledge of the manufacturing and assembly processes by consulting scientific literature, specialized texts, technical standards and international standards that the professor may provide during the course.

The main aim of the course is to provide an overview of the main manufacturing and assembly processes used in the automotive industry. Fundamentals of manufacturing and assembly processes are discussed, also with the intent of providing some concepts about the relationships between these processes and product requirements, in terms of performance and cost. A comparative analysis between traditional and unconventional manufacturing processes will also be addressed. During the course, the students will acquire the main theoretical knowledges, related to both scientific and technological aspects, relevant to the manufacturing and assembly industrial activities. Theory, problems, and practical examples, illustrated during lectures, will allow students to reflect on the main features and limitations of production and assembly processes in the automotive industry, as well as on the choice of proper manufacturing technologies (e.g. selection of process parameters) and assembly operations.

The course covers the following topics: Manufacturing processes (50 hours) o Classification of manufacturing processes o Materials for automotive applications o Production indicators • Casting techniques o Main issues: solidification of metals, shrinkage and risers, gating system o Expendable mold casting processes o Permanent mold casting processes • Forming processes o Fundamentals of theory of plasticity o Bulk deformation processes: - Rolling - Drawing - Extrusion - Forging • Machining processes o Fundamentals of material removal processes o Tool materials o Turning operations o Drilling operations o Milling operations o Grinding processes o Wear of tools, Taylor’s tool-life equation o Economics of machining Assembly and joining processes (50 hours) o Sheet metal forming o Welding processes and automotive applications o Tolerance chain management o Laser welding o Capacity discharge welding o Medium-frequency welding o Taylor welded blanks o Flexibility (robot gate evolution) o Mechanical joining techniques: self-piercing riveting, clinching, adhesives, hybrid techniques • Painting in the automotive sector o Corrosion protection o Fundamentals of painting plants and transport systems o Methods and Cycles • Plastics: molding, welding, coatings, and assembly techniques • Assembly in the automotive sector o Components of a joint o Tightening strategies and preload o Tightening tools o Assembly line analysis o Assembly line saturation and balancing o Robots and robotization o Virtual engineering, manufacturing systems simulation o SPC and quality o Design for manufacturing and assembly o Ergonomics o Problem solving o Communication and presentation techniques

... Formative assessment The exercises in the classroom and in the laboratory, as well as discussions with the professor during the lectures would allow to assess and evaluate the student ability to apply their knowledge and understanding of the topics covered during the course. The expected ILOs assessed during the formative assessment are summarized in the following (refer to the list in the "expected learning outcomes" field): - ILOs assessed by means of discussions with the professor: 2, 11, 13, 14. - ILOs assessed by class exercises and laboratory activities: 1, 3, 6, 9, 10, 12, 14. Criteria, rules, and procedures for the final examination The final examination consists of two distinct written parts, which the student must take in succession (i.e. in the same day): one part aims to assess the contents concerning assembly technology; second part to assess the contents concerning manufacturing processes. Each written part consists of 10 questions inherent to the topics addressed during the course (both during the frontal and exercise lectures, as well as lab activities). Therefore, the whole exam consists of 20 questions. The questions can be multiple choice questions, open-ended questions and/or exercises to be solved. Each written part can be successfully passed if the student reaches 18/30 (answers are rated from 0 to 3 points each). Score of 18/30 in both the written parts is a mandatory to pass the whole exam, otherwise it is failed. In case of passing only one of the two tests, students can keep the good one till the first exam session of the next academic year (January - February). The expected ILOs assessed during the final exam are (refer to the list in the "expected learning outcomes" field): 1-8, 10, 13. Evaluation criteria and criteria for awarding marks The evaluation criteria of the written exam are based on the correctness of the responses to multiple choice questions and exercises, and pertinence and clarity of the response to the open-ended questions. The grade for each written part is expressed in a 30/30 scale. The student can present the results of a teamwork activity (a team normally consists of 4-6 students) in order to increase the final grade of further 1/30 to 3/30 points. In the teamwork activity, students must design autonomously an assembly or a manufacturing process to fabricate an industrial component assigned by the professor. The teamwork activity lasts about 1.5 months (approximately from the beginning of May to mid-June). Students must make an oral presentation, always planned before the first exam session, to present and discuss the results of the teamwork activity. The evaluation criteria of the teamwork are based on the knowledge of the topics of the course, the clarity and the properties of language of students, the pertinence and the relevance to the answers of the professor, and the autonomy of judgment. Teamwork activity is optional and not compulsory. Summarizing: final score = [score of manufacturing test (expressed in xx/30 with a minimum of 18/30) + score of assembly test (expressed in xx/30 with a minimum of 18/30)] /2 + teamwork score (from 0 to 3/30).

PowerPoint slides presented during lectures will be provided as lecture notes (.pdf files) and uploaded in the web portal of the course. Professors may also provide supplementary readings (e.g., research papers, web links) or videos concerning the course topics. The student can mainly refer to the following textbooks: 1) S. Kalpakjian, "Manufacturing engineering and technology", ed. Pearson 2) M.P. Groover, "Fundamentals of modern manufacturing, ed. Wiley 3) G.E. Dieter, "Mechanical metallurgy", ed. McGraw-Hill 4) A. Zompì, R. Levi, "Tecnologia meccanica (lavorazioni per deformazione plastica)", ed. UTET 5) A. Zompì, R. Levi, "Tecnologia meccanica (lavorazioni ad asportazione di truciolo)", ed. UTET 6) Santochi e F. Giusti, "Tecnologia meccanica e studi di fabbricazione", Editrice Ambrosiana

The student is expected to learn the functionality, and the main characteristics of the vehicle subsystems such as tyres, brakes, suspensions, steering, powertrain (conventional, hybrid, electric). Ability to analyse and simulate the main performances of a motor vehicle in straight running and in handling, stability, fuel consumption.

The module aims at providing the basic engineering knowledge for the main vehicle subsystems and how they influence the vehicle performances. Tyres and wheels, suspension, brake and steering systems are analysed to understand their functions, the most common structure and construction, and how to model their behaviour. The module also has the goal of giving the students the instruments to compute vehicle performance in terms of speed, acceleration fuel consumption and handling.

1. Introduction: aims and contents of the module, suggested textbooks and exam procedure. 2. Reference frames for the vehicle and the tires. 3. Forces and moments acting on a vehicle, tire-road contact forces, aerodynamic forces and moments 4. Longitudinal performance of the vehicle, distribution of ground loads and load transfer, power required for motion, available power, choice of the gear ratios, maximum performance (speed, acceleration, gradeability); fuel consumption, braking and distribution of the braking power on the wheels. 5. Lateral performance of the vehicle. Kinematic steering and basic handling models. Vehicle lateral stability. Under and oversteering behaviour, influence of the cross wind. 6. Vehicle subsystems. Functional analysis and construction details of the most common vehicle subsystems such as: -suspensions and their elasto-kinematic behaviour. Dampers and shock absorbers. -steering system and its kinematic behaviour. -braking system, brake types, brake circuit, power brake, system level understanding of ABS, and ESP systems.

... The exam requires the student to know the following topics - Tire construction, longitudinal, lateral and combined behavior, rolling resistance. - Powertrain architectures - Brake system architecture and components - Steering system kinematics and components - Suspension system kinematics and construction - Dampers characteristics and construction - Model and predict the vehicle performances and fuel consumption due to factors such as mass distribution, tire behavior, powertrain characteristics. - Decide the most suitable transmission ratios. - Determine the front-rear brake split and torque requirements of the brake system. - Model and predict the vertical dynamic behavior of the suspensions by means of simplified approaches such as the quarter car model. - Model and predict the vehicle performances during steady state cornering. Understand under and over-steering behavior and the parameters that affect the vehicle stability. Exam rules and procedure Written part: written exam on the Exam Platform and Respondus interface performed in LAIB, including 30 multiple choice questions and 8 numerical exercises. Each multiple-choice question has just one correct answer. The numerical exercises require to solve a numerical problem similar to those shown during the exercise lessons. The time to complete the written exam is 2 hours. During the exam it is possible to use just a simple scientific calculator, pen and paper or the calculator available in Respondus interface. Exchange information among students is not permitted by any means. Use of multimedia devices such as cell phone, tablet, pc, smart watch is not allowed. Use of any written material such as notes, textbooks is not allowed. The exercise reports are compulsory. The reports are discussed orally with the team and evaluated with up to 3 marks. The discussion can take place at before or during the exam session. The evaluation is based on the completeness and quality of the report and the critical knowledge of its contents and the adopted methodologies. Oral: Optional oral examinations is possible just for scores of the written exam higher or equal to 25/30 or in cases left to the teacher's decision, such as an unclear result of the written. The oral examination consists in a number of at least three questions covering the course program for a further assessment of the expected learning outcomes. The student will be asked to answer giving priority to quantitative arguments, graphical representations, and analytical reasoning. Scoring: The total exam score is composed by the evaluation of the written exam, the exercise reports and an optional oral as follows Written exam The written exam is composed of multiple choice questions, numerical exercises, and exercise reports 30 m.c.questions Correct answer: + 1 point No answer: 0 points Wrong answer: - 1/2 points 8 numerical exercises Correct answer: +2 points No or wrong answer: 0 points The exercise reports prepared during the semester are evaluated with a score from 0 to 3 points that are added to the score of the multiple-choice questions and the numerical exercises (after rescaling). The exercise reports have to be uploaded in pdf form in the “elaborati� section of the Portale della Didattica by the date of the exam. Score of written exam=(score of multiple choice + score of numerical exercise)*32/46 + score of exercise reports. The optional oral exam can lead to increase or to reduce the score of the written exam. The exam is overcome successfully for scores higher than 18/30. The scores of the written exam are uploaded on Portale della Didattica within one week from the written exam.

The recommended reference text is: G. Genta, L. Morello, The automotive Chassis, Springer, 2008 Useful sources for further closer examinations: Milliken W. F., Milliken D. L., Race Car Vehicle Dynamics, SAE International. Genta G., Motor vehicle mechanics, World Scientific, Singapore, 2004 Reimpell J., Stoll H., Betzler J.; The Automotive Chassis, Butterworth-Heinemann, 2001 Naunheimer, H., Bertsche, B., Ryborz, J., Novak, W.; Automotive Transmissions, Springer, 2011.

Through the systematic application of the principles of thermo-fluid-dynamics to energy conversion systems and their components, the module provides the students with the ability not only to choose engines and engineering-plant solutions in relation to their applications, but also to approach and solve specific design problems by integrating the concepts acquired in the module with advanced notions on specific topics.

The module aims at supplying the fundamentals of fluid-flow machines, with specific reference to constructive aspects, principles of operation, evaluation of performance and off-design operations of both the single fluid-flow machine and the energy system in which it is inserted. Through the systematic application of the principles of thermo-fluid-dynamics to energy conversion systems and their components, the module provides the students with the ability not only to choose engines and engineering-plant solutions in relation to their applications, but also to approach and solve specific design problems by integrating the concepts acquired in the module with advanced notions on specific topics.

• Introduction to Fluid Machines. Thermodynamics and Fluid-Dynamics applied to fluid machines. • Blade geometry and nomenclature, turbomachine stages, velocity diagrams, Euler work equation. • 1D theory of compressible flows: Nozzles and diffusers. Design of a nozzle, off-design performance. • 1-D analysis of axial-flow turbine stages. Notice on radial-flow and mixed-flow turbines. • Thermodynamic analysis of a compression process. 1-D analysis of axial-flow and centrifugal turbocompressors. • Fundamentals of combustion thermodynamics. • Gas turbine plants. Notices on combined-cycle plants. • Dynamic similitude. Performance characteristics of compressors and turbines. Control of gas turbines and compressors • Volumetric compressors

... The exam booking on the web portal, within the deadline, is mandatory. The exam is made up of a written part and of a oral part. The final mark is a weighted average of the written part and oral part marks, the weights being 2/3 and 1/3, respectively. In order to be admitted to the oral, each candidate needs at least a mark of 15/30 from the written test. Both exam parts have to be taken within the same call.

•M.J. Moran, H.N. Shapiro, "Fundamentals of Engineering Thermodynamics", 5th ed., John Wiley & Sons. •S.L. Dixon, C.A. Hall, "Fluid Mechanics and Thermodynamics of Turbomachinery", 6th ed., Butterworth-Heinemann, Elsevier. •S.A. Korpela, "Principles of Turbomachinery", 1st ed., John Wiley & Sons •Lecture Slides. •Solution of the applied lectures.