Ingegneria Meccanica

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 [4 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 [5 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 [6 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 [7 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 [2 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 [5 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 [9 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). Uso del codatum. 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. Tolleranze dimensionali degli elementi filettati. Calcolo della tolleranza di posizione nel serraggio delle parti (Fixed and Floating Fasteners Formulas) 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. CUSCINETTI [3 ore]: Cuscinetti a striciamento. Tolleranze di montaggio, finitura superficiale, sistemi di lubrificazione. Cuscinetti volventi: struttura generale (anelli, gabbia, corpi volventi), tipologie di elementi volventi, forme costruttive e loro designazione ISO. Serie diametrali e dimensionali. Schemi di montaggio cuscinetti radiali ed il problema della dilatazione termica. Bloccaggio dei cuscinetti: spallamenti, distanziatori, anelli elastici, ghiere filettate, rosette di sicurezza. Cuscinetti assiali: criteri di montaggio (giochi ed accoppiamenti) per i cuscinetti a singolo effetto, doppio effetto e orientabili. Vincolo geometrico nel montaggio con cuscinetti radiali orientabili per garantire l’orientabilità dell’asse. Sistemi di precarico. Montaggio dei cuscinetti obliqui ad O, ad X e dispositivi di registrazione. Spessori sfogliabili. Alloggiamenti: dimensioni e raccordi degli spallamenti, finitura superficiale, criteri di scelta delle tolleranze dimensionali di accoppiamento, quotatura con tolleranze geometriche delle sedi. Dispositivi di lubrificazione. Organi di tenuta: anelli di feltro e cave di montaggio, tenute a strisciamento su albero, tenute a strisciamento su carcassa (V-Ring), O-Ring e dimensionamento delle gole e loro tolleranze. Tolleranze delle sedi e finiture superficiali delle superfici attive. Tenute a labirinto. ANALISI COMPLESSIVI [3 ORE]: Applicazione delle tenute su attuatori idraulici, Motore elettrico (cuscinetiti radiali), Mandrino sega circolare (cuscinetti radiali e tenute a labirinto), Trapano a colonna (puleggia, linguetta, ghiere, cuscinetti assiali e radiali, cremagliera), Mola da banco (doppi cuscinetti obliqui), Trapano manuale con cambio di velocità (cuscinetti, cambio, innesto a denti frontali), 3a slitta tornio (cuscinetti assiali, ghiere filettate, registrazione tamburo graduato), Differenziale autocarro (ruote coniche e cuscinetti obliqui), Riduttore fresatrice (cuscinetti conici con registrazione della posizione delle ruote coniche).

Modalita di esame: Prova scritta (in aula);
Exam: Written test;
... Modalità di esame: l’esame prevede una prova grafica integrata, articolata in tre sezioni: • domande di teoria, • esercizi di calcolo, • esecuzione di disegni. Contenuti della prova • Domande di teoria servono a verificare la preparazione degli studenti su tutti gli argomenti trattati durante il corso. Possono essere formulate come vero/falso, scelta multipla oppure quesiti a risposta aperta. Le risposte errate o mancanti possono comportare una penalità . • Esercizi di calcolo riguardano la caratterizzazione degli accoppiamenti, il calcolo di conicità /inclinazione/rastremazione oppure la determinazione di catene di tolleranze assiali ed applicazioni con tolleranze geometriche. • L’esecuzione dei disegni prevede la realizzazione di una rappresentazione 2D con viste, sezioni e quotatura completa a partire da un pezzo in vista isometrica o estrapolato da un disegno di assieme, e la progettazione dei collegamenti filettati. La durata complessiva della prova è di 2 ore. Regole d’esame Durante la prova non è consentito consultare appunti, libri, dispense o formulari. Non sono ammessi dispositivi multimediali con accesso al web (smartphone, smartwatch, tablet). È invece permesso l’uso di una calcolatrice scientifica non programmabile. L’esame si considera superato con un punteggio compreso tra 18/30 e 30/30 (con possibilità di lode). Visione dell'elaborato Gli studenti potranno visionare il compito corretto durante un incontro in presenza o in virtual classroom. La data sarà comunicata tramite avviso sul portale della didattica contestualmente alla pubblicazione dei risultati. Non è previsto un colloquio orale.

E. Chirone, S. Tornincasa, Disegno Tecnico Industriale, vol. I e II, Ed. Il Capitello, Torino, 2018. S. Tornincasa, A. Zompì, E. Vezzetti, S. Moos: Quotatura funzionale degli organi di macchine, Ed. CLUT, Torino. S. Tornincasa: Technical Drawing for Product Design, Springer, 2020, ISBN 978-3-030-60853-8,

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 e le sue applicazioni, 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, tra quelli elencati, saranno comunicati a lezione dal docente titolare dell’insegnamento. Raccolte di esercizi, per tema, e testi di prove d’esame degli anni precedenti sono disponibili sulla pagina del Portale della Didattica dedicata all’insegnamento. - C. Bianca, L. Mazzi “Pillole di Analisi Matematica II�, CLUT, 2014 - 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.

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 di base 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 dallo studente 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) - P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, "Elementi di Fisica: Elettromagnetismo - Onde, vol. II", EdiSES , Napoli, 2010. - H. D. Young, R. A. Freedman, A. L. Ford, "Principi di Fisica-Elettromagnetismo e Ottica", Pearson, 2016. - C. Mencuccini, V. Silvestrini, "Fisica 2 - Elettromagnetismo e Ottica", Casa Editrice Ambrosiana, 2017. Esercitazioni I testi consigliati per le lezioni contengono esercizi e problemi, anche svolti. Ulteriore materiale di supporto, a cura dei docenti, sarà messo a disposizione 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 di un modello semplificato di componente/struttura; • Disegnare e quantificare le caratteristiche di sollecitazione presenti in un modello semplificato di componente/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 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 del componente/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 e fondamentali per eseguire il dimensionamento e la verifica di resistenza strutturale di modelli di componenti/strutture soggetti a carichi statici al fine di garantire il coefficiente di sicurezza adeguato.

• 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. (1,5 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 stato di deformazione. (4 CFU) • Caratteristiche meccaniche statiche dei materiali di interesse ingegneristico, criteri di cedimento per materiali a comportamento fragile e duttile, coefficiente di sicurezza statico. (1 CFU) • Configurazione deformata di travi (equazione della linea elastica), soluzione di problemi iperstatici e instabilità elastica. (1 ,5 CFU) • Esercitazioni (facoltative) di laboratorio hands-on DeXpiLab relative a ‘Misura dello stato di deformazione su trave a mensola inflessa’, ‘Misura del centro di taglio su trave a sezione aperta’ e ‘Misura della linea elastica di trave appoggiata e caricata in mezzeria’ . 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. E’ possibile produrre una relazione relativa a soltanto una delle tre esperienze proposte e quindi accedere alla valutazione in punti se la relazione viene consegnata entro la scadenza stabilita a calendario, caricandola nella sezione ‘Elaborati’ del portale della didattica. Maggiori indicazioni sulle modalità e tempi di consegna saranno fornite a lezione dai docenti.

Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa;
Exam: Written test; Optional oral exam;
... 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 del modello di componente/struttura in esame. • Esame scritto: la prova ha durata di 2,5 ore ed è composta da 2 esercizi articolati in più quesiti a risposta numerica e/o grafica e da 2 domande di teoria a risposta aperta che concorrono indicativamente a più del 30% del punteggio complessivo dello scritto. Per accedere allo scritto, è necessario presentarsi muniti di documento di identificazione, calcolatrice scientifica non programmabile, 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 valutato in trentesimi e risulta superato se si raggiunge un punteggio maggiore o uguale a 18/30. La valutazione della relazione relativa all’esercitazione (facoltativa) hands-on DeXpiLab viene sommata soltanto se la valutazione dello scritto risulta sufficiente (punteggio maggiore o uguale a 18/30) e non concorre in ogni caso a raggiungere la sufficienza dello scritto. • 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 programma del corso. Anche la chiarezza espositiva, i passaggi analitici e le rappresentazioni grafiche costituiscono oggetto di valutazione. La risposta a ciascuna singola domanda orale è valutata in trentesimi. Il voto della prova orale è calcolato come media dei voti parziali assegnati a ciascuna risposta. La facoltà di non sostenere l’orale comporta: • A chi abbia conseguito nello scritto un punteggio compreso tra 18 e 26, verrà registrato un voto finale dato dalla somma della valutazione dello scritto e degli eventuali punti della relazione sull'esercitazione (facoltativa) di laboratorio hands-on DeXpiLab; • A chi abbia conseguito nello scritto un punteggio superiore a 26, verrà registrato un voto finale dato dalla somma della saturazione dello scritto a 26/30 e degli eventuali punti della relazione sull'esercitazione (facoltativa) di laboratorio hands-on DeXpiLab. 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. La facoltà di sostenere l’orale comporta: • Un voto finale calcolato come media aritmetica delle valutazioni conseguite nello scritto e nell'orale, alla quale verranno sommati gli eventuali punti della relazione sull'esercitazione (facoltativa) di laboratorio hands-on DeXpiLab.

Testo di riferimento: • A. Somà , Fondamenti di meccanica strutturale, Ed. Levrotto & Bella, 2019 Altri testi: • 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 • 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.

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 della meccanica necessari alla formazione di base dell'ingegnere meccanico. L'aspetto caratterizzante della materia è l'analisi funzionale dei sistemi meccanici. Partendo dalle conoscenze di base acquisite dagli allievi nell'insegnamento di Fisica I, gli obiettivi della meccanica applicata alle macchine sono: - Fornire le metodologie necessarie per la soluzione di problemi ingegneristici sulla cinematica e la dinamica 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 e analizzare i principali fenomeni fisici caratteristici della dinamica dei sistemi meccanici, fornendo le metodologie di soluzione di problemi caratteristici nelle macchine e in sistemi di trasmissione della potenza meccanica.

• Cinematica dei sistemi di corpi rigidi (15 ore) : moto di un corpo rigido, vincoli e gradi di libertà in un sistema di corpi rigidi, moto di traslazione e di rotolamento, catene cinematiche, analisi cinematica di meccanismi articolati. - Dinamica dei sistemi di corpi rigidi (21 ore) : forze agenti nei sistemi meccanici (forze elastiche, fenomeni di aderenza e attrito, resistenza al rotolamento, forze viscose), proprietà d'inerzia dei corpi, riduzione delle forze d'inerzia, equilibrio dinamico dei sistemi di corpi rigidi, applicazione dell'equazione dell'energia e del teorema del momento della quantità di moto nei sistemi meccanici, equilibramento di organi rotanti, analisi dinamica di comuni sistemi meccanici (meccanismi, trasmissioni, veicoli). - Componenti e sistemi di trasmissione meccanica (44 ore) : giunti, trasmissioni mediante flessibili, trasmissioni ad ingranaggi, trasmissioni a vite-madrevite, rotismi ordinari ed epicicloidali, freni ad attrito, frizioni, camme e punterie, supporti a rotolamento, a strisciamento, lubrificati. - Fenomeni dinamici nelle macchine (8 ore) : accoppiamento di motore e utilizzatore diretto, tramite riduttore di velocità , tramite frizione; analisi dei transitori, macchine a regime periodico. - Vibrazioni meccaniche (12 ore) : vibrazioni libere e forzate di sistemi lineari a un grado di libertà , trasmissibilità , strumenti per la misura delle vibrazioni.

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 per la 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 un concatenamento logico 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. 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 contrassegnati distribuiti per l’occasione; non è 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 il punteggio assegnato alle singole domande è proporzionato alla complessità delle stesse. L’esame è superato se la votazione riportata è di almeno 18/30 e il punteggio massimo è di 30/30: particolare riguardo è dedicato alla chiarezza logica e notazionale delle risposte fornite. Ad un voto finale superiore a 17/30 si sommano i punti della esercitazione di laboratorio (fino a 2/30), attribuiti in base alla completezza e correttezza della corrispondente relazione, che permettono 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�, 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 - J. L. Meriam, L. G. Kraige: “Engineering Mechanics-Dynamics�, Wiley - N. P. Belfiore, A. Di Benedetto, E. Pennestrì: "Fondamenti di meccanica applicata alle macchine", Casa Editrice Ambrosiana

Knowledge of statistical distributions used in the field of measurement and quality. Knowledge of the techniques of analysis of experimental data: regression hypothesis testing, ANOVA, exclusion principle. Knowledge of the main metrological characteristics of measuring instruments: resolution, stability. repeatability, reproducibility, accuracy, the traceability chain. Knowledge of methods for evaluation of measurement uncertainty in accordance with national and international. Knowledge of major national and international standards in the field of metrology. Knowledge of the main operating principle of measuring instruments used in mechanics. Ability to set measurement activities by choosing the appropriate measuring instruments. Ability to perform the calibration of measuring instruments. Ability to detect systematic errors in the measurements. Ability to present the results of measurements and tests as specified in international standards. Ability to analysis of experimental results using statistical techniques (regression, ANOVA).

The course aims to provide: - The basic concepts of probability and statistics used to manage and analyze the results of experiments. - The ability to understand general information about the features in the field of metrology tools and measuring system. - Knowledge concerning the elaboration and presentation of measurement and test results. - The functional description of the main measuring instruments used in the mechanical (dimension, mass, force, strain, hardness, pressure and flow measurements). The topics will be exposed to the principles of the major national and international standards.

• INFORMATION CONTAINED IN MEASUREMENT RESULTS Guidelines on conformance with tolerances, management of measurement and test activities according to quality rules - QUALITY MANAGEMENT OF MEASUREMENT AND TESTING Main principles of ISO 9001:2008 and ISO/IEC 17025:2005, dissemination of the International System of Units (SI) - CHARACTERISTICS OF MEASURING INSTRUMENTS Resolution, stability, repeatability, reproducibility, bias, uncertainty, random errors, systematic errors and measurement accidents - NOTES ON PROBABILITY The classic and frequentist concepts of probability, combinatorial analysis, compound and conditional probabilities - NOTES ON STATISTICS Statistical distributions and relevant parameters, discrete distributions (binomial, hypergeometric and Poisson distributions), continuous distributions (normal, Student, Pearson and Fisher distributions) - STATISTICAL MANAGEMENT OF EXPERIMENTAL DATA Description of experimental data, exclusion principles, frequency distributions, test of the χ² and Normal Probability Plot (NPP) - THE LINEAR REGRESSION Least squares method, evaluation of the model goodness - IDENTIFICATION OF SYSTEMATIC FACTORS The use of hypothesis tests, introduction to the analysis of variance (ANOVA) - UNCERTAINTY OF TYPE B Evaluation of some uncertainty causes, the equivalent variance (uniform, arcsine and triangular distributions) - THE COMBINED UNCERTAINTY Composition of the uncertainty contributions, the table of the uncertainty budget - THE EXPANDED UNCERTAINTY The evaluation of degrees of freedom, practical applications and PUMA method - ELEMENTS OF MECHANICAL MEASUREMENTS The length measurements (temperature and force effects, interactions between measurement surfaces and measurand), the mass measurements (effects of air density and gravity acceleration), the pressure measurements (basic concepts and devices based on weight force).

Modalita di esame: Test informatizzato in laboratorio;
Exam: Computer lab-based test;
... The exam consists of a written test subdivided into four parts: "Applications of Probability and Statistics", "Analysis of experimental data", "Evaluation of measurement uncertainty" and "Elements of mechanical measurements". For the first three parts, the students have to solve exercises similar to those carried out during the practical lessons. Instead, the part on "Elements of mechanical measurements" consists of a series of multiple choice questions (true/false): correct answers give points, while incorrect answers take away points. The time available for the exam is, indicatively, 2.5 hours. The exam, usually, takes place at LAIB and it is required to the students to use the PC assigned to them to carry out the examination. During the examination the students have available some files of the practical lessons carried out during the course, from which they can copy the calculation schemes. During the examination, it can be used the reference textbook of the course, but not notes or other material of any kind. The examination results will be published on "Portale della Didattica", in the section "Materiale", and after a day these will be officially registered and no longer modifiable.

The reference textbook for the parts on "Applications of Probability and Statistics", "Analysis of experimental data" and "Evaluation of measurement uncertainty" is: G. Barbato, A. Germak, G. Genta, "Measurements for Decision Making", Società Editrice Esculapio, Bologna, 2013. For the part on "Elements of mechanical measurements", some slides will be distributed to the students.

Conoscenza delle distribuzioni statistiche utilizzate nel campo della Qualità . Conoscenza delle tecniche di analisi di dati sperimentali: regressione, test delle ipotesi, ANOVA, principi di esclusione. Conoscenza delle principali caratteristiche degli strumenti di misura: risoluzione, stabilità , ripetibilità , riproducibilità , accuratezza, la catena di riferibilità . Conoscenza dei metodi per la valutazione dell'incertezza di misura secondo le norme nazionali e internazionali. Conoscenza delle principali norme nazionali e internazionali nel campo della Qualità . Conoscenza del principio di funzionamento dei principali strumenti di misura utilizzati in campo meccanico. Capacità di impostare procedure d'ispezione sperimentali scegliendo gli opportuni strumenti di misura. Capacità di individuare la presenza di errori sistematici nei risultati delle procedure di ispezione. Capacità di presentare i risultati delle procedure di ispezione secondo le indicazioni degli standard internazionali nel campo della Qualità . Capacità di effettuare analisi di risultati sperimentali utilizzando tecniche statistiche.

L'insegnamento ha lo scopo di fornire: - i concetti fondamentali di calcolo delle probabilità e di statistica utilizzati per gestire e analizzare i risultati di attività sperimentali; - la capacità di comprendere le informazioni generali circa le caratteristiche degli strumenti di misura; - le conoscenze riguardanti l'elaborazione e la presentazione dei risultati di procedure di ispezione mirate al controllo della qualità ; - la descrizione funzionale dei principali strumenti di misura utilizzati in campo meccanico (misure dimensionali, di massa, di forza, di durezza). Gli argomenti saranno esposti secondo i principi delle principali norme nazionali ed internazionali nel campo della Qualità .

LA GESTIONE IN QUALITÀ DELLE PROCEDURE DI ISPEZIONE L’informazione contenuta nei dati sperimentali. La gestione delle procedure d'ispezione secondo le norme sulla Qualità : principi fondamentali della ISO 9001 e della ISO/IEC 17025. Le norme per la verifica delle tolleranze. LE CARATTERISTICHE DEGLI STRUMENTI DI MISURA Risoluzione di lettura. Risoluzione delle scale digitali. Risoluzione delle scale analogiche. La stabilità . La ripetibilità e la riproducibilità . L’accuratezza. Incertezza. Errori casuali, errori sistematici e incidenti di misura. CENNI DI CALCOLO DELLE PROBABILITÀ Determinismo e casualità . L’uso delle probabilità . Il concetto frequentista di probabilità . Il concetto classico di probabilità . Cenni di calcolo combinatorio. Probabilità composte. Probabilità condizionate. CENNI DI STATISTICA Le distribuzioni statistiche. La determinazione dei parametri delle distribuzioni statistiche. Stima della media e della varianza. Principali distribuzioni discrete (binomiale, Poisson, ipergeometrica) e distribuzioni continue (normale, Student, Pearson, Fisher) utilizzate nel campo della Qualità . Gli intervalli fiduciari e l’inferenza statistica. I rischi d’errore di prima e seconda specie. LA GESTIONE STATISTICA DEI DATI SPERIMENTALI La presentazione dei dati sperimentali (statistiche descrittive e grafici descrittivi). Procedura completa di analisi dei dati sperimentali. I principi di esclusione. Controllo della normalità di una distribuzione sperimentale. Il test del χ² di Pearson. Il Grafico di Probabilità Normale. IDENTIFICAZIONE DEI FATTORI SISTEMATICI Calcolo della regressione lineare. Il metodo dei minimi quadrati. Valutazione a posteriori della bontà del modello. L’uso dei test di ipotesi sulla media e sulla varianza. Introduzione all'analisi della varianza (ANOVA). VALUTAZIONE DELL'INCERTEZZA DI MISURA L'incertezza di categoria B: varianza equivalente (distribuzione uniforme, arcoseno e triangolare). Composizione dei contributi d’incertezza. Legge di propagazione dell'incertezza. La tabella del bilancio d’incertezza. I gradi di libertà . Determinazione dell'incertezza estesa. Uso della tabella del bilancio d’incertezza nelle procedure d'ispezione. ELEMENTI DI MISURE MECCANICHE Le misure di lunghezza: effetti di temperatura e forza, interazioni tra superfici di misura e misurando e tipici errori di misura. Le misure di massa: effetti della densità del misurando, della densità dell'aria e dell'accelerazione di gravità . Le misure di durezza: metodi di prova e principali problematiche.

Modalita di esame: Test informatizzato in laboratorio;
Exam: Computer lab-based test;
... L'esame consiste in una prova scritta nella forma di test informatizzato in laboratorio con l'utilizzo della piattaforma di ateneo "Esami". La prova è suddivisa in quattro parti: "Applicazioni di Probabilità e Statistica" (8 punti), "Analisi dei dati sperimentali" (8 punti), "Valutazione dell’incertezza di misura" (12 punti) e "Concetti base su Qualità e Metodologie per l'Ispezione" (5 punti). Il punteggio complessivo è pari a 33 punti. Il voto minimo per superare l’esame (18/30) viene assegnato con 18 punti su 33. Il voto massimo (30 e lode/30) viene assegnato con un punteggio superiore a 30.5 punti su 33. Per le prime tre parti, gli studenti devono risolvere esercizi simili a quelli svolti durante le esercitazioni. Invece, la parte su "Concetti base su Qualità e Metodologie per l'Ispezione" consiste in una serie di domande a risposta multipla (vero/falso). Il tempo disponibile per lo svolgimento dell’esame è indicativamente 2 ore. Durante l'esame gli studenti hanno a disposizione alcuni file delle esercitazioni svolte nell’insegnamento. Non è consentito l'utilizzo di appunti o altro materiale di qualunque tipo.

Il testo di riferimento principale è: G. Barbato, A. Germak, G. Genta, "Misurare per decidere", 4° Ed., Società Editrice Esculapio, Bologna, 2019 . Per gli elementi di misure meccaniche, verranno distribuite alcune dispense agli studenti.

• 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. Considerando il profilo internazionale dell’ingegnere meccanico e la necessità di fare riferimento agli standard normativi internazionali, si richiede la conoscenza della terminologia internazionale e in particolare di quella inglese. Al termine dell’insegnamento si chiederà allo studente di • Conoscere e comprendere la classificazione dei materiali in base ai loro legami chimici, l’influenza della tipologia di legame sulle proprietà , la struttura dei materiali cristallini e amorfi e i difetti reticolari. • Conoscere e comprendere le proprietà meccaniche, le proprietà termiche e ottiche dei materiali e la correlazione con la loro struttura. • Conoscere e comprendere i costituenti microstrutturali dei materiali (soluzioni solide, fasi intermedie), i diagrammi di stato e trasformazioni (fusione/solidificazione, rafforzamento per precipitazione), l’evoluzione microstrutturale e le sue conseguenze sulle proprietà , nonché la possibilità di utilizzo di questi strumenti per modificare le proprietà dei materiali. • Conoscere e comprendere le principali classi di materiali non metallici di interesse ingegneristico: ceramici, polimeri, vetri e compositi (principali proprietà e applicazioni). ). Saper scegliere le soluzioni più adatte a specifiche applicazioni e valutare con spirito critico le scelte considerando un contesto di applicazione globale (es. disponibilità locale delle risorse, sostenibilità ...). • Applicare le conoscenze acquisite sulla struttura e sulle proprietà dei materiali per risolvere esercizi pratici relativi a proprietà cristallografiche, meccaniche e termiche. • Applicare le conoscenze acquisite sulla microstruttura dei materiali, sui diagrammi di stato e sulle trasformazioni da essi descritte per risolvere esercizi pratici di definizione delle fasi, delle loro composizioni, quantità relative e delle microstrutture su diagrammi di stato reali e schematizzati. Scienza e tecnologia dei materiali/Tecnologia dei materiali metallici (Tecnologia dei materiali metallici)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 e nell'utilizzo. 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 possibilità di applicare queste conoscenze di base al controllo delle proprietà del materiale, per rendere più adatte alla specifica applicazione; - avere consapevolezza dell'importanza della selezione dei materiali in modo che essi rispondano adeguatamente ai requisiti di progetto; - conoscere la terminologia internazionale, in particolare quella inglese per poter interpretare gli standard normativi - conoscenza ed interpretazione del diagramma di stato Fe-C stabile e metastabile; - conoscenza dei trattamenti termici e termochimici e previsione delle caratteristiche meccaniche degli acciai dopo trattamento; - abilità di confronto fra le prestazioni di acciai, ghise, leghe di Al, Mg, Cu, anche dopo trattamento termico; - conoscenza di base della corrosione e delle leghe resistenti ad essa; - conoscenza dei metodi di analisi della microstruttura delle leghe metalliche e delle prove meccaniche sui materiali;

Scienza e tecnologia dei materiali/Tecnologia dei materiali metallici (Scienza e tecnologia dei materiali)L’insegnamento 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. Scienza e tecnologia dei materiali/Tecnologia dei materiali metallici (Tecnologia dei materiali metallici)L’insegnamento 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. Particolare attenzione è rivolta ai materiali metallici fondamentali nella professione dell’ingegnere meccanico, la cui illustrazione impegnerà gli studenti per metà dell’insegnamento: verranno trattati gli acciai comuni e legati, le ghise e le procedure per risalire alle loro microstrutture e proprietà anche in relazione ai trattamenti termici massivi e superficiali ai quali questi possono essere assoggettati. I trattamenti di tempra ed invecchiamento delle leghe di Al e Mg sia per deformazione plastica, sia per fonderia verranno descritti e spiegati. Cenni sulle necessità anticorrosione condurranno alla trattazione degli acciai inossidabili e delle leghe di Cu.

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: • Classificazione dei materiali in base ai loro legami chimici e influenza della tipologia di legame sulle proprietà • Struttura dei materiali cristallini e amorfi; difetti reticolari. • Proprietà meccaniche dei materiali: correlazione struttura-comportamento elastico dei materiali e correlazione struttura-comportamento plastico dei materiali. • Proprietà termiche e ottiche dei materiali: correlazione con la loro struttura. • Costituenti microstrutturali dei materiali (soluzioni solide, fasi intermedie), diagrammi di stato e trasformazioni (fusione/solidificazione, rafforzamento per precipitazione), evoluzione microstrutturale e conseguenze sulle proprietà . Possibilità di utilizzo di questi strumenti per modificare le proprietà dei materiali. • Principali classi di materiali non metallici di interesse ingegneristico: ceramici, polimeri, vetri e compositi. Per ogni classe di materiali verranno illustrate le principali proprietà e applicazioni. Per ciascuna sarà illustrato almeno un esempio relativo all’applicazione del materiale nel settore specifico dell’ingegneria meccanica. Scienza e tecnologia dei materiali/Tecnologia dei materiali metallici (Tecnologia dei materiali metallici)Il modulo di Tecnologia dei Materiali Metallici si concentra sulle proprietà e i trattamenti termici e meccanici dei metalli, particolarmente importanti nell’industria meccanica in generale e veicolistica in senso lato. Attenzione particolare sarà dedicata ai meccanismi di rafforzamento per soluzione solida, per incrudimento, per bordo di grano e per precipitazione, ai diagrammi di stato interessanti le leghe ferrose e quelle a base di Al, Mg, Cu ed ai relativi trattamenti termici massivi e superficiali. Le proprietà e le caratteristiche di impiego di particolari acciai, delle ghise e delle leghe di Al e Mg per fonderia e per deformazione plastica verranno compiutamente illustrate. Cenni sulla corrosione delle leghe metalliche condurranno ad una analisi generale degli acciai inossidabili e delle leghe di Cu.

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

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)Per il modulo di Tecnologia dei Materiali Metallici si consiglia di usare: le dispense fornite dal docente, su specifici argomenti, qualsiasi testo di metallurgia (generale e fisica) ed in particolare i seguenti testi in Italiano: W. Nicodemi, Acciai e leghe non ferrose, Zanichelli (2012), S. Barella, A. Gruttadauria, "Metallurgia e Materiali Non Metallici. Teoria ed Esercizi svolti", Società Editrice Esculapio (2017) M. Boniardi, A. Casaroli, "Metallurgia degli acciai - parte prima", Lucefin (2017) - con accesso libero qui: http://www.fa-fe.com/files/libriearticolie.html Si consigliano inoltre i seguenti testi in inglese, anche allo scopo di approfondire la terminologia inglese: M. Boniardi, A. Casaroli, "Steel metallurgy - volume I", Lucefin (2017) - con accesso libero qui: http://www.fa-fe.com/files/libriearticolie.html F. C. Campbell, "Elements of Metallurgy and Engineering Alloys, ASM International, 2008.

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.); - 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 corso, entro il termine di scadenza di iscrizione all’appello in cui si vuole sostenere l’esame. - Dopo la pubblicazione dei risultati dell’esame gli studenti dovranno inviare una mail, dal proprio indirizzo istituzionale, dichiarando se accettano o rifiutano il voto, secondo le modalità esplicitate con i risultati.

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 NON è sufficiente studiare solamente sugli appunti presi durante le lezioni. Per comprendere meglio gli argomenti trattati occorre infatti approfondire lo studio su un libro o, meglio, su più di uno, che a discrezione dello studente può essere scelto tra uno di quelli riportati nell’elenco qui di seguito. TESTI CHE TRATTANO SOLAMENTE LA TERMODINAMICA APPLICATA • M. Calì, P. Gregorio, "Termodinamica" Esculapio, Bologna (Ricalca nel modo più completo le lezioni di termodinamica dell'insegnamento). • M. W. Zemansky, M.M. Abbott, H.C. Van Ness, "Fondamenti di termodinamica per ingegneri", Zanichelli • P. S. Schmidt, O. A. Ezekoye, J. R. Howell, D. K. Baker, "Thermodynamics: An Integrated Learning System", J. Wiley & Sons, Inc., 2006. (Ottimo testo in inglese) Testi che trattano solamente la Trasmissione del calore • G. Guglielmini, C. Pisoni, "Introduzione alla trasmissione del calore", Casa Editrice Ambrosiana. • Bonacina C., Cavallini A., Mattarolo L., “Trasmissione del calore�, Cleup Ed., Padova Testi che trattano Termodinamica applicata e Trasmissione del calore nello stesso volume • Y. A. Çengel, "Termodinamica e trasmissione del calore", McGraw-Hill,. • M. J. Moran, H. N. Shapiro, B. R. Munson, D. P. DeWitt, "Introduction to Thermal Systems Engineering, • V. Giaretto, “Lezioni di Termodinamica Applicata e Trasmissione del Calore�, edizioni CLUT (testo in italiano che, indicativamente, segue il ciclo delle lezioni del corso) Esercizi di Termodinamica applicata e Trasmissione del calore nello stesso volume • P. Gregorio, “Esercizi Svolti (4 volumi)�, Levrotto & Bella Ed., (ottimo testo di esercizi guidati di Termodinamica e Trasmissione del Calore, in italiano).

L’insegnamento si propone di trasmettere conoscenze e abilità che contribuiranno a formare parte delle competenze richieste a un Ingegnere Meccanico. In particolare vengono qui riassunte le Conoscenze e le Abilità che l’insegnamento Elementi di Costruzione di Macchine intende trasmettere e che verranno accertate con mirate prove di esame (prova scritta, prova orale, e produzione di un elaborato tecnico). Conoscenze [A] dei principali tipi di cedimento dei componenti di macchina con riferimento alle proprietà dei materiali; [B] della comprensione dei principi di progettazione meccanica e delle metodologie specifiche di progettazione di alcuni elementi delle macchine e dei sistemi di collegamento, anche sulla base delle principali normative tecniche; [C] della interpretazione di disegni di componenti di macchina con comprensione della funzione dei componenti e dei dettagli costruttivi. Abilità [A] Leggere e interpretare i disegni di insiemi meccanici, di complessità media e comprendere le modalità di funzionamento dei dispositivi rappresentati. [B] comprendere i criteri di assemblaggio e montaggio dei componenti meccanici. [C] eseguire il dimensionamento e la verifica di elementi meccanici e dei sistemi di collegamento servendosi anche di tabelle, diagrammi e formule da normativa tecnica. [D] comprendere i criteri di assemblaggio e montaggio dei componenti meccanici e realizzare schizzi manuali per illustrane il funzionamento. [E] lavorare in piccoli gruppi stimolano l'attitudine a lavorare in team, mettendo in gioco le proprie convinzioni e, trovando soluzioni che siano sintesi di esigenze diverse Attraverso l’utilizzo delle conoscenze e abilità acquisite lo studente consegue alcune delle competenze attese dalla formazione specifica dell'Ingegneria Meccanica, come prescritto dal Corso di Studio (documento Modello Informativo SUA-CdS 2023-2024, quadro A4b2 https://didattica.polito.it/pls/portal30/sviluppo.vis_aiq_2022.visualizza?sducds=32021&tab=0&p_a_acc=2024). In particolare le competenze sulle metodologie di progettazione e verifica dei principali organi meccanici tenendo conto anche della variabilità delle caratteristiche dimensionali e di resistenza e delle normative tecniche di riferimento, con capacità di lavorare e interagire in piccoli gruppi di lavoro.

L’insegnamento di Elementi di Costruzione Di Macchine contribuisce a costruire parte delle competenze tecniche richieste dal mondo industriale a un Ingegnere Meccanico. Ai laureati in Ingegneria Meccanica vengono infatti offerte varie opportunità occupazionali, con diverse funzioni che vanno dal progetto alla manutenzione e la gestione delle macchine e di sistemi meccanici complessi. Gli ambiti applicativi sono i più vari: dai sistemi di trasporto, all’industria alimentare, agli impianti di produzione di energia con una attività lavorativa in stretta sinergia con altri ambiti dell’ingegneria. In questo contesto l'insegnamento di Elementi di Costruzione di Macchine mira a fornire le competenze di base nell’ambito della progettazione meccanica richieste a un professionista con una solida preparazione tecnica. Vengono quindi introdotte le principali problematiche della progettazione strutturale meccanica. Vengono discussi gli aspetti legati alla scelta dei materiali, alla tecnologia di fabbricazione e al montaggio. In particolare sono presentati i metodi adottati per verificare l’adeguatezza delle soluzioni progettuali dei principali elementi di macchine e delle loro giunzioni rispetto alle condizioni di esercizio, ponendo particolare enfasi sull’ utilizzo della normativa tecnica di riferimento.

Durante l’insegnamento verranno trattati i seguenti argomenti con il relativo peso in ore. - Cedimento per fatica. Concetti di base, diagrammi di impiego ingegneristico, effetti che influenzano la vita a fatica, intagli, sicurezza dei componenti. Sollecitazioni multiassiali e durata. (15 h) - Assi e alberi. Stato di tensione, procedure di calcolo e verifica statica e a fatica. (4.5) - Ruote dentate. Principi di base dell’ingranamento, geometria del dente e disegno del fianco a evolvente di cerchio, calcolo delle forze tra i denti in presa per ingranaggi a denti diritti e elicoidali, procedure di calcolo e verifica a fatica e a usura secondo normativa (3h) - Stato di tensione per carichi di contatto: Cenni sulla teoria di Hertz ed esempi di applicazione (7.5) - Solidi assialsimmetrici. Stato di sollecitazione in tubi a parete sottile soggetti a pressione, recipienti in pressione a parete spessa e dischi (4.5h). - Collegamenti mozzo-albero. Collegamento per interferenza, applicazione con utilizzo delle tabelle ISO delle tolleranze dimensionali, collegamento con chiavette, linguette, spine, scanalati e relative tolleranze (3h). - Cuscinetti a corpi volventi. Tipi, durata e scelta a catalogo, analisi di differenti disegni e soluzioni costruttive con regole di applicazione e montaggio (9h) - Collegamenti filettati. Descrizione, diagrammi di interferenza, sollecitazioni nel fusto dovute al serraggio, materiali per bulloneria. Rappresentazione a disegno dei collegamenti filettati. Tipologie di viti. Ripartizione del carico esterno sul bullone. Incertezze e allentamenti. Carico minimo sul pezzo. Viti soggette a taglio. Verifiche statiche e a fatica secondo normativa (9h). - Collegamenti per saldatura. Cenni sui processi di saldatura e sulla difettosità , giunti di testa e a cordone d'angolo. Verifica statica e a fatica secondo normativa Eurocodice. Sollecitazioni con ampiezza variabile, applicazione della legge di Miner (7.5) - Rassegna di tipologie di molle e loro disegno. Esempi di disegni con applicazione di molle. caratteristica, coefficiente di utilizzazione. Molle in serie e in parallelo. Molle di torsione a sezione circolare, a elica cilindrica, verifica statica e a fatica. Molle a lamina e a balestra, formule semplificate per il calcolo. Verifica secondo normativa (9h). - Collegamenti albero-albero. Descrizione dei principali tipi di collegamenti smontabili tra alberi (giunti) e cenni sul dimensionamento, descrizione del funzionamento dei principali tipi di collegamenti non permanenti in esercizio (innesti) (6h).

Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria; Elaborato grafico prodotto in gruppo;
Exam: Written test; Compulsory oral exam; Group graphic design project;
... RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI Conoscenze [A] dei principali tipi di cedimento dei componenti di macchina con riferimento alle proprietà dei materiali [B] della comprensione dei principi di progettazione meccanica e delle metodologie specifiche di progettazione di alcuni elementi delle macchine e dei sistemi di collegamento, anche sulla base delle principali normative tecniche [C] della interpretazione di disegni di componenti di macchina con comprensione della funzione dei componenti e dei dettagli costruttivi. Abilità [A] Leggere e interpretare i disegni di insiemi meccanici, di complessità media e comprendere le modalità di funzionamento dei dispositivi rappresentati [B] comprendere i criteri di assemblaggio e montaggio dei componenti meccanici [C] eseguire il dimensionamento e la verifica di elementi meccanici e dei sistemi di collegamento servendosi anche di tabelle, diagrammi e formule da normativa tecnica [D] comprendere i criteri di assemblaggio e montaggio dei componenti meccanici e realizzare schizzi manuali per illustrane il funzionamento. [E] lavorare in piccoli gruppi stimolano l'attitudine a lavorare in team, mettendo in gioco le proprie convinzioni e, trovando soluzioni che siano sintesi di esigenze diverse PROVA SCRITTA La prova scritta in aula è della durata totale di 2 ore. I fogli su cui eseguire la prova scritta verranno forniti allo studente che si presenterà alla prova solo con il materiale di cancelleria necessario per scrivere, righello per tracciare i grafici, strumenti per il disegno e una calcolatrice per eseguire i calcoli necessari. Ogni studente dovrà riconsegnare in ogni caso i testi di esame e tutti i fogli che gli sono stati distribuiti e avrà 15 minuti di tempo per ritirarsi dall'inizio della prova. La prova scritta è composta da: - 3 domande aperte di teoria (ciascuna valutata da 0 a 5 punti) - 3 esercizi da risolvere in forma numerica (ciascuno valutato da 0 a 5 punti) Il voto della prova scritta sarà al massimo pari a 30/30 Per accedere alla PROVA ORALE, sarà necessario aver ottenuto almeno 18/30 nella PROVA SCRITTA. PROVA ORALE La prova orale si tiene in aula con i docenti dell'insegnamento. Lo studente deve presentarsi alla PROVA ORALE con una copia stampata e rilegata della relazione tecnica. La relazione tecnica va portata direttamente all'esame orale, non è necessario che sia consegnata prima. La prova orale dura in totale al massimo 25 min. Lo studente verifica innanzitutto, insieme ai docenti, la correzione della sua prova scritta e la relativa formulazione del voto. Lo studente ha in questa fase la possibilità di rivedere il proprio compito per circa 10 min ed eventualmente chiedere chiarimenti ai docenti. Questa fase non contribuisce alla formulazione del voto finale, ma permette eventuali perfezionamenti, a giudizio dei docenti, del voto della prova scritta, qualora siano intercorsi problemi di interpretazione dell’elaborato. Segue la discussione dei contenuti della relazione tecnica di persona con i docenti dell'insegnamento. Questa parte ha la durata di circa 15 min. Lo studente potrà ottenere + 2 o -2 punti (più due o meno due punti). Il voto finale dell'esame sarà ottenuto sommando il voto della prova scritta e il punteggio attribuito alla discussione della relazione tecnica. Nel caso il risultato ottenuto eccedesse i 30/30esimi, per l’attribuzione della lode al candidato la commissione potrà formulare al candidato una o più domande orali su tutto il programma dell'insegnamento.

Materiale di studio principale -Materiale didattico utilizzato a lezione, disponibile sul portale della didattica, preparato dai docenti in forma di presentazioni autoesplicative dei contenuti dell'insegnamento. Libri di testo (facoltativi) -R. Budynas, J. Nisbett, Shigley – Progetto e costruzione di macchine, McGraw Hill, Edizione Italiana (II),2008 e seguenti -A. De Paulis, P. Forte, F. Frendo, E. Manfredi, "Costruzione di macchine", Pearson, Italia, 2019. -M. Rossetto, Introduzione alla fatica dei materiali e dei componenti, Levrotto & Bella, Torino, 2000 -L. Goglio Resistenza dei Materiali e dei Collegamenti, Levrotto & Bella, Torino, 2006 Materiale per approfondimenti (facoltativo) -R.C. Juvinall, K.M. Marshek, Fundamentals of machine component design, John Wiley & Sons, 2006 -G. Niemann, H. Winter, B. Höhn, Manuale degli organi delle macchine, Tecniche Nuove, Milano, 2006 -A. Strozzi, Lezioni di Costruzione di Macchine, Pitagora, Bologna, 1998 -S. Suresh, Fatigue of materials, Cambridge University Press, Cambridge, 1998 -R. Giovannozzi, Costruzione di Macchine, voll. 1 e 2, Patron, Bologna, 1980 (storico) -U. Pighini, Elementi Costruttivi delle Macchine, Edizioni Scientifiche Associate, Roma, 1980 (storico) -J.A.Collins, Failure of Materials in Mechanical Design, John Wiley & Sons, 1980 (storico)

Elettrotecnica/Macchine elettriche (Elettrotecnica)Al termine dell’insegnamento gli studenti: * sapranno riconoscere i principali componenti dei circuiti elettrici * sapranno riconoscere le connessioni presenti in un circuito elettrico * sapranno risolvere reti elettriche in corrente continua e alternata con i principali teoremi di rete * conosceranno le principali applicazioni in corrente alternata (linea di trasmissione, rifasamento, sistemi trifase) * sapranno risolvere circuiti in corrente alternata (monofase e trifase) mediante applicazione di bilanci di potenze Elettrotecnica/Macchine elettriche (Macchine elettriche)Al termine dell’insegnamento gli studenti: * conosceranno i criteri di utilizzo ed i campi di applicazione delle principali macchine elettriche * conosceranno i principi di funzionamento delle principali macchine elettriche utilizzate in campo industriale * sapranno analizzare e valutare le prestazioni delle macchine elettriche * sapranno effettuare la scelta delle opportune macchine elettriche da inserire in sistemi meccani

Elettrotecnica/Macchine elettriche (Elettrotecnica)L’elettrotecnica è una materia che tratta principalmente la modellistica dei fenomeni elettrici ma, per mezzo di analogie fisiche, è possibile sfruttare i modelli e gli strumenti dell’elettrotecnica in molte altre discipline (fenomeni termici, fenomeni idraulici, etc…). La natura molto trasversale di questa materia fa sì che sia inserita in diversi corsi di studio ingegneristici. In questo contesto, l’insegnamento Elettrotecnica tratterà i modelli dei principali fenomeni fisici del mondo elettrico, fornirà un metodo rigoroso per la descrizione delle connessioni circuitali e analizzerà i principali metodi per la soluzione di circuiti in corrente continua e corrente alternata con particolare riferimento alle applicazioni, operanti alla frequenza industriale, che ci circondano nella vita quotidiana.Elettrotecnica/Macchine elettriche (Macchine elettriche)Lo studio delle macchine elettriche rappresenta una materia chiave nella cosiddetta transizione energetica che prevede l'utilizzo di energia elettrica in tutte le attività antropiche. I due principali aspetti riguardano la mobilità e la sostenibilità energetica mediante conversione dell'energia naturale in forma elettrica, abbandonando progressivamente l'uso di combustibili fossili. A partire dalle conoscenze acquisite nell’insegnamento di elettrotecnica, i contenuti del corso di macchine elettriche si pongono come obiettivo quello di dare agli studenti le basi teoriche e metodologiche necessarie per comprendere ed analizzare il funzionamento ed i principali concetti operativi delle macchine elettriche e per un utilizzo razionale, corretto e sicuro delle principali macchine elettriche.

Elettrotecnica/Macchine elettriche (Elettrotecnica)ELETTROTECNICA * Circuiti in corrente continua - Le grandezze elettriche fondamentali: tensione e corrente - Leggi di Kirchhoff delle tensioni e delle correnti - Convenzione dei generatori e degli utilizzatori e definizione di potenza - Bipoli ideali adinamici: resistore, generatore ideale di tensione e di corrente - Soluzione di circuiti adinamici (corrente continua) mediante la scrittura delle equazioni costitutive - e delle leggi di Kirchhoff - Generatore reale (nella forma in tensione ed in corrente) - Circuiti in regine adinamico ad un solo generatore - Partitore di tensione e di corrente - Bipoli in serie ed in parallelo - Collegamento a stella ed a triangolo - Teoremi per la soluzione dei circuiti: metodo della sovrapposizione degli effetti, teorema di Millman, teorema di Thevenin e di Norton * Transitori - Bipoli dinamici: condensatore ed induttore - Carica e scarica di induttore e condensatore - Soluzione di circuiti con bipoli dinamici: transitori del primo ordine * Regime sinousidale - La corrente alternata sinusoidale. - Le grandezze caratteristiche di una sinusoide - Il metodo fasoriale (ripasso sui numeri complessi) - Diagramma fasoriale - Equazione costitutiva dei bipoli dinamici ed adinamici in regime sinusoidale: concetto di impedenza - Connessioni serie e parallelo di impedenze - Teoremi di soluzione dei circuiti in regime sinusoidale - La potenza in corrente alternata: potenza attiva, reattiva ed apparente - Il teorema di Boucherot (metodo delle potenze) - Soluzione di circuiti in corrente alternata e rifasamento * Sistemi trifase - Generatori e carichi trifase - Grandezze di linea e di fase - Sistema simmetrico ed equilibrato - Sistemi con e senza filo di neutro - Potenze nei sistemi trifase: inserzione Aron - Soluzione di reti trifase simmetriche ed equilibrate: - Monofase equivalente - Metodo delle potenze - Rifasamento - Cenni di soluzione di sistemi dissimmetrici e squilibrati. MACCHINE ELETTRICHE - Introduzione alle macchine elettriche: principi delle conversioni elettromeccaniche dell¿energia. - Richiami di elettromagnetismo: legge di circuitazione, legge di Gauss, leggi di Lenz e di Faraday-Henry, leggi di Lorentz; propriet¿ magnetiche dei materiali; ferromagnetismo; isteresi magnetica; correnti parassite; energia associata ai campi magnetici; perdite di energia/potenza nei materiali ferromagnetici. - Materiali per l¿elettrotecnica: materiali conduttori e resistivit¿ dei materiali; materiali isolanti e rigidit¿ dielettrica; effetto pelle; perdite di potenza per effetto Joule. - Circuiti magnetici: legge di Hopkinson, riluttanza magnetica; circuito elettrico equivalente del circuito magnetico; circuiti magnetici con magneti permanenti; induzione elettromagnetica: autoinduttanza, mutua induttanza; energia nei circuiti magnetici. - Modello termico delle macchine: equazione di trasmissione del calore; circuito elettrico equivalente del modello termico; definizioni dei tipi di servizio delle macchine elettriche. - Macchina elettrica a corrente continua: cenni costruttivi, principio di funzionamento, collettore e spazzole, equazioni di macchina, eccitazione indipendente e serie, caratteristiche meccaniche, regolazione a flusso costante e a tensione costante. - Trasformatore monofase: trasformatore ideale e circuito equivalente del trasformatore reale, targa dei trasformatori e prove di caratterizzazione, calcolo dei parametri del circuito equivalente, parallelo di trasformatori. - Trasformatore trifase: circuito equivalente e prove di caratterizzazione, funzionamento in parallelo di trasformatori trifase, gruppo orario. - Motore ad induzione: campo magnetico rotante, cenni costruttivi e principio di funzionamento, circuito elettrico equivalente, prove di caratterizzazione, caratteristica meccanica, regolazione di velocit¿ e di coppiaElettrotecnica/Macchine elettriche (Macchine elettriche)Il modulo di Macchine Elettriche è diviso nei seguenti argomenti: 1. Principi di conversione elettromeccanica dell’energia e richiami di elettromagnetismo 2. Materiali per l’elettrotecnica e circuiti magnetici 3. Modello termico delle macchine elettriche 4. Macchina elettrica a corrente continua 5. Trasformatore monofase e trifase 6. Motore ad induzione

Elettrotecnica/Macchine elettriche (Elettrotecnica)Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa; Elettrotecnica/Macchine elettriche (Macchine elettriche)Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa;
Elettrotecnica/Macchine elettriche (Elettrotecnica)Exam: Written test; Optional oral exam; Elettrotecnica/Macchine elettriche (Macchine elettriche)Exam: Written test; Optional oral exam;
... Elettrotecnica/Macchine elettriche (Elettrotecnica)STRUTTURA GENERALE DELL’ESAME L'esame prevede una prova scritta per la parte di Elettrotecnica e di Macchine Elettriche e una eventuale prova orale da sostenere nei casi descritti successivamente nel paragrafo dedicato alla prova orale. PROVA SCRITTA La prova scritta si terrà nei giorni e orari previsti dal calendario esami e sarà costituita da una prima parte relativa al programma di Elettrotecnica ed una seconda a quello di Macchine Elettriche valutate ciascuna con voto massimo pari a 16 punti (per ciascuna delle due parti). Entrambe le prove sono composte da 1. una parte con 4 domande sugli argomenti teorici. Le domande possono essere presentate nella forma di “risposta multipla con 4 opzioni e 1 sola risposta corretta� oppure “risposta numerica dove conta solo il risultato a meno di una tolleranza indicata nel testo della domanda�. Ogni domanda ha valore di 1 punto per un totale di 4 punti. 2. una parte con 2 esercizi di cui viene corretto sia il procedimento che il risultato. Ogni esercizio ha un valore di 6 punti per un totale di 12 punti. Ogni modulo è valutato su base 16. Il voto unico finale risulterà dalla somma dei voti parziali ottenuti nei due moduli in cui è suddiviso l’insegnamento. MATERIALE AMMESSO Durante la prova scritta è ammesso l’uso del seguente materiale: * calcolatrice scientifica * fogli di brutta (che non verranno ritirati) * matita e penna * quanto non espressamente concesso è da considerarsi vietato (esempio: non è ammesso il formulario). DURATA ESAME La durata dell’esame completo è pari a 2h (1h per il modulo di elettrotecnica ed 1h per il modulo di macchine elettriche). CRITERI DI SUPERAMENTO DELLA PROVA SCRITTA L’esame scritto viene considerato superato se sono soddisfatte tutte le seguenti condizioni (and logico): * conseguimento di almeno 2 punti per la parte con domande teoriche per ciascun modulo * conseguimento di almeno 5 punti per la parte relativa agli esercizi per ciascun modulo * conseguimento di almeno 16/30 come voto totale dei due moduli PROVA ORALE Per gli studenti che superano le precedenti condizioni potrà essere richiesta una prova orale che si terrà ' nei giorni e orari previsti dal calendario esami. La prova orale consiste in una discussione su argomenti teorici e pratici di tutto il programma. L'orale si terrà nei seguenti casi: * obbligatoriamente per tutti gli studenti ammessi con voto della prova scritta non sufficiente (16 o 17) * a richiesta del docente al fine di chiarire alcuni aspetti della prova scritta: entro alcuni giorni successivi alla prova scritta. * a richiesta dello studente. La prova orale viene valutata in trentesimi. ASSEGNAZIONE DEL VOTO FINALE Il voto dello scritto e dell'orale contribuiscono al voto finale. In assenza di orale verrà ' verbalizzato il voto della prova scritta qualora risulti maggiore o uguale a 18/30. LODE Se lo studente raggiunge un voto > 31 e (and logico) ha sostenuto la prova orale il voto finale è 30L Se lo studente raggiunge un voto > 31 senza aver sostenuto la prova orale, il voto satura a 30.Elettrotecnica/Macchine elettriche (Macchine elettriche)STRUTTURA GENERALE DELL’ESAME L'esame prevede una prova scritta per la parte di Elettrotecnica e di Macchine Elettriche e una eventuale prova orale da sostenere nei casi descritti successivamente nel paragrafo dedicato alla prova orale. PROVA SCRITTA La prova scritta si terrà nei giorni e orari previsti dal calendario esami e sarà costituita da una prima parte relativa al programma di Elettrotecnica ed una seconda a quello di Macchine Elettriche valutate ciascuna con voto massimo pari a 16 punti (per ciascuna delle due parti). Entrambe le prove sono composte da 1. una parte con 4 domande sugli argomenti teorici. Le domande possono essere presentate nella forma di “risposta multipla con 4 opzioni e 1 sola risposta corretta� oppure “risposta numerica dove conta solo il risultato a meno di una tolleranza indicata nel testo della domanda�. Ogni domanda ha valore di 1 punto per un totale di 4 punti. 2. una parte con 2 esercizi di cui viene corretto sia il procedimento che il risultato. Ogni esercizio ha un valore di 6 punti per un totale di 12 punti. Ogni modulo è valutato su base 16. Il voto unico finale risulterà dalla somma dei voti parziali ottenuti nei due moduli in cui è suddiviso l’insegnamento. MATERIALE AMMESSO Durante la prova scritta è ammesso l’uso del seguente materiale: * calcolatrice scientifica * fogli di brutta (che non verranno ritirati) * matita e penna * quanto non espressamente concesso è da considerarsi vietato (esempio: non è ammesso il formulario). DURATA ESAME La durata dell’esame completo è pari a 2h (1h per il modulo di elettrotecnica ed 1h per il modulo di macchine elettriche). CRITERI DI SUPERAMENTO DELLA PROVA SCRITTA L’esame scritto viene considerato superato se sono soddisfatte tutte le seguenti condizioni (and logico): * conseguimento di almeno 2 punti per la parte con domande teoriche per ciascun modulo * conseguimento di almeno 5 punti per la parte relativa agli esercizi per ciascun modulo * conseguimento di almeno 16/30 come voto totale dei due moduli PROVA ORALE Per gli studenti che superano le precedenti condizioni potrà essere richiesta una prova orale che si terrà ' nei giorni e orari previsti dal calendario esami. La prova orale consiste in una discussione su argomenti teorici e pratici di tutto il programma. L'orale si terrà nei seguenti casi: * obbligatoriamente per tutti gli studenti ammessi con voto della prova scritta non sufficiente (16 o 17) * a richiesta del docente al fine di chiarire alcuni aspetti della prova scritta: entro alcuni giorni successivi alla prova scritta. * a richiesta dello studente. La prova orale viene valutata in trentesimi. ASSEGNAZIONE DEL VOTO FINALE Il voto dello scritto e dell'orale contribuiscono al voto finale. In assenza di orale verrà ' verbalizzato il voto della prova scritta qualora risulti maggiore o uguale a 18/30. LODE Se lo studente raggiunge un voto > 31 e (and logico) ha sostenuto la prova orale il voto finale è 30L Se lo studente raggiunge un voto > 31 senza aver sostenuto la prova orale, il voto satura a 30.

Elettrotecnica/Macchine elettriche (Elettrotecnica)Il materiale didattico di supporto varia a seconda del docente. Si faccia quindi riferimento al portale dell'insegnamento. In linea generale, sono disponibili gli appunti del corso e le videolezioni registrate negli anni precedenti. Elettrotecnica/Macchine elettriche (Macchine elettriche)Il materiale didattico di supporto varia a seconda del docente. Si faccia quindi riferimento al portale dell'insegnamento. In linea generale, sono disponibili le slides del corso e le videolezioni registrate negli anni precedenti.

Upon completion of this course, students should be able to: • Articulate the properties that distinguish fluids from other forms of matter, and the broad range of engineering applications which involve fluid mechanics. • Apply the concepts of vector fields (velocity, force acceleration), scalar fields (pressure, density, temperature), and vector differential and integral calculus to engineering analysis of fluids systems, and to the interpretation of flow physics through the conservation laws. • Properly apply Newton's second law to analysis and design involving fluids at rest using integral and differential calculus, including pressure variation, forces and moments on plane surfaces, and buoyancy. • Properly apply systems and control volume methods based on mass, momentum, and energy conservation, as appropriate, to the analysis and design of engineering fluids systems. • Correctly interpret and apply the various differential forms of the conservation laws, particularly Newton's law and its various approximate forms, to engineering analysis and design. • Properly apply mass, momentum, and energy conservation to steady internal (pipe) flows, correctly interpret and apply laminar and turbulent flow models, and estimate head loss and power requirements in piping systems. • Develop mathematical models through justifiable approximations, correctly interpret and apply the "inviscid" approximation and the "Bernoulli" relationships to analysis of fluid systems, and estimate levels of approximation in engineering models. • Apply empirical and theoretical models (if time permits, also integral methods), to the analysis of boundary layer flows, and to drag on bodies.

The aim of the course is to give the basic knowledge of fluid properties of compressible and incompressible fluids and their behavior. The elementary tools to solve some fluid problems are given: computation of forces both in static and dynamic conditions and the analysis of fluid motion through pipelines.

This course is an introduction to fluid mechanics, and emphasizes fundamental concepts and problem-solving techniques. Topics to be covered include fluid properties, fluid statics, fluid kinematics, control volume analysis, internal flows (pipe flows), differential analysis (i.e. Navier Stokes equations, including approximations such as creeping flow, potential flow, and boundary layers), and external flows (lift and drag). Introduction to turbulent flows and the Reynolds equations. Students are also expected to be proficient in applying mathematics (e.g., integration, differentiation, and differential equations), statics and dynamics (e.g., free body diagrams).

... The exam is WRITTEN ONLY and includes numerical problems as well as theoretical questions (this includes derivations) that the students have to address in 2 HOURS. The students are allowed to bring only a pen and a calculator (lengthy empirical formulae will be always provided in the exam script). The exam is passed provided that a minimum score of 18/30 is achieved.

Fluid Mechanics: Fundamentals and Applications. Second Edition in SI Units. Y.A. Çengel and J. M. Cimbala, McGraw-Hill, New York, 2010.

Le competenze acquisite consentiranno al futuro ingegnere di sviluppare le valutazioni quantitative e i calcoli necessari ad assumere le decisioni scientificamente, tecnicamente ed economicamente piu corrette per le macchine e per gli impianti in cui queste sono inserite. Lo studente conoscera i principi fisici di base ed i fenomeni fluidodinamici e termodinamici di maggior interesse per le macchine a fluido termiche ed idrauliche e sara in grado di identificare i principali componenti oleodinamici, interpretando correttamente e criticamente il loro ruolo e funzionamento in un sistema motore od operatore, in relazione al suo uso finale. Ne derivera un esperto in grado di operare le scelte piu opportune sia per gli impianti sia per le macchine che li compongono sotto diversi aspetti: funzionale, energetico, economico ed ambientale.

Vengono trattati gli aspetti di carattere termodinamico, fluidodinamico e costruttivo, necessari per una corretta comprensione e valutazione quantitativa del funzionamento delle macchine termiche ed idrauliche, con particolare riferimento alle turbomacchine e agli impianti nei quali esse sono inserite, nonché dei sistemi oleodinamici.

• Generalità e classificazione delle macchine: macchine idrauliche e termiche; macchine motrici ed operatrici; macchine volumetriche e turbomacchine. - Fondamenti di termodinamica applicata alle macchine: leggi di conservazione della massa e dell'energia in forma lagrangiana ed euleriana; entropia e leggi di evoluzione dell'energia; legge di conservazione della quantita di moto e del momento della quantita di moto per la valutazione del lavoro tecnico di una turbomacchina. Formulazione integrale, unidimensionale e locale delle leggi di conservazione. - Triangoli delle velocita per lo studio unidimensionale di una turbomacchina. Flussi bidimensionali in profili in schiera e meccanismo di generazione della coppia nelle palettature. - Flussi compressibili unidimensionali. Calcolo di ugelli e diffusori in condizioni nominali di funzionamento, analisi del loro comportamento in condizioni diverse da quelle di progetto. Flussi compressibili con attrito (flussi di Fanno) e flussi compressibili con scambio termico (flussi di Rayleigh) in condotti a sezione costante. Caratterizzazione del choking. - Impianti di turbina a vapore. Ciclo Rankine-Hirn. Mezzi per aumentare il rendimento del ciclo a vapore. Valutazione delle prestazioni degli impianti a ciclo semplice, rigenerativi e cogenerativi. - Impianti di turbina a gas. Ciclo Joule-Brayton. Valutazione delle prestazioni degli impianti a ciclo semplice reale. Cenni alle metodologie utilizzate per aumentare il rendimento ed il lavoro utile. Impianti di turbina a gas cogenerativi e impianti a ciclo combinato gas-vapore. - Teoria della similitudine fluidodinamica e sua applicazione alle turbomacchine. - Turbomacchine. Classificazione e principi generali di funzionamento. − Turbine. Perdite fluidodinamiche in uno stadio di turbina. Rendimento total-to-total e total-to-static di uno stadio di turbina. Rendimento di una turbina multistadio e fattore di recupero. Studio unidimensionale di uno stadio di turbina. Grado di reazione. − Turbocompressori. Classificazione e principi di funzionamento. Lavoro di compressione; rendimento isentropico ed idraulico. Compressore centrifugo e compressore assiale, triangoli delle velocita e determinazione della caratteristica manometrica. Cenni alle instabilita di funzionamento dei turbocompressori. − Turbopompe. Definizione delle grandezze caratteristiche di funzionamento e dei rendimenti delle macchine idrauliche. Curve caratteristiche delle turbopompe, caratterizzazione del funzionamento in condizioni di similitudine fluidodinamica. - Oleodinamica. Modello del flusso incompressibile, equazioni di base per i flussi laminari e per la lubrificazione (teoria di Reynolds), coefficiente di efflusso. Gruppi di alimentazione. Principi di funzionamento delle valvole per il controllo della direzione, per il controllo della pressione e per il controllo della portata. Cenni a pompe e ad attuatori.

Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa;
Exam: Written test; Optional oral exam;
... Le modalità d'esame sono attualmente in fase di aggiornamento

Materiale di studio (bibliografia generale per i tre corsi) : - A. Ferrari, "Fondamenti di termofluidodinamica per le macchine", Citta Studi, De Agostini, 2021. - A. E. Catania, "Complementi di Macchine", Levrotto & Bella, 1979. - Fotocopie fornite dai docenti (materiale non disponibile in commercio) tratte da: - A. E. Catania, "Turbocompressori", Appunti dai corsi seminariali di Vercelli, 1990. - A Mittica, "Turbomacchine idrauliche operatrici", Appunti dai corsi seminariali di Vercelli, 1991. - A. Capetti, "Motori termici", UTET, 1967. Per ulteriori approfondimenti di alcuni argomenti si può fare riferimento a: - G. Lozza, "Turbine a gas e cicli combinati", Terza Edizione, Società Editrice Esculapio, 2016. - V. Dossena, G. Ferrari, P. Gaetani, G. Montenegro, A. Onorati, G. Persico, "Macchine a fluido", Citta Studi Edizioni, 2015. - N. Nervegna, "Oleodinamica e Pneumatica", Politeko, ed. 2003. - Fotocopie fornite dai docenti (materiale non disponibile in commercio).

1. Knowledge and understanding of the basic thermo-fluid-dynamics principles and of the basic aspects of energy systems, engineering-plant solutions, thermal&hydraulic machines and fluid power systems and components. 2. Application of the thermo-fluid-dynamics principles to the energy systems and their components, in order to design and analyze the performance of engineering-plant solutions, thermal machines, hydraulic machines and fluid power systems and components. 3. Ability to choose thermal machines, hydraulic machines, engineering-plant solutions and fluid-power systems in relation to their applications. 4. Ability to graphically represent the main fluid power systems and components according to the ISO 1219-1 International Standard, and to interpret fluid power schemes.

The course is composed of two modules, the first of which concerns with the fundamentals of thermal and hydraulic machines, whereas the second one deals with fluid-power fundamentals. The first module aims at supplying the basic aspects of thermal and hydraulic machines, with specific reference to: constructive aspects, operation principles, thermodynamic and fluidynamic laws, needed for a correct evaluation of performance and off-design operations of the single machine and of the energy system in which it is integrated. The second module presents and analyzes fluid power components and basic systems, in terms of their symbolic representation, layout, constructive and operational features. For those who will attend the second level degree courses, the acquired notions and skills will constitute also the base for subsequent mastery through the specializing courses.

Fundamentals of thermal and hydraulic machines ¿ Introduction to fluid machines. ¿ Thermodynamics and fluid-dynamics applied to fluid machines. ¿ Velocity diagrams, Euler work equation. ¿ 1D theory of compressible flows: nozzles and diffusers. Design of a nozzle, off-design performance. ¿ Steam power plants. Co-generative steam plants. ¿ 1D analysis of turbine stages. ¿ Axial and radial turbo-compressors. ¿ Gas turbine plants. Combined vapor-gas turbine plants. ¿ Hydraulic pumps. Fundamentals of fluid power ¿ Introduction to fluid power: advantages and drawbacks. ¿ ISO 1219-1 regulation: nomenclature and symbols. ¿ Operating principles for directional control valves, pressure control valves and flow control valves. ¿ Function blocks. ¿ Flow generating groups. ¿ Hydraulic pumps and motors. ¿ Valves architecture.

... The exam booking on the web portal, within the deadline, is mandatory. The exam is made up of a written test and of an oral test, which may be either optional or mandatory depending on the score of the written test. Written test (duration: about 4 h) The written test is made up of two parts: - The first part (duration: 45-60 minutes) is constituted by 17-18 multiple choice questions. This part will mainly deal with the theoretical topics of the course, however some questions may require the solution of quick numerical exercises. Each question with correct answer is assigned 2 points, each question without answer is assigned 0 points, each question with a wrong answer is assigned -0.5 points. The maximum score of the first part is 30/30. The first part is intended to verify the acquisition of the learning outcome n. 1. - In the second part (duration: 2.5 - 3h), the student is asked to solve exercises featuring a difficulty level similar to that of the exercises proposed during the applied lectures. The second part is intended to verify the acquisition of the learning outcomes n. 2-4. The exam is failed if the score of the first part of the written test is lower than 18/30 or if the score of the second part of the written test is lower than 15/30. The final score of the written test is a weighted average of the scores achieved for the two parts (the weights are 0.3 for the first part and 0.7 for the second part). During the written test, the students are only allowed to use a scientific calculator, the steam Mollier chart and the saturation tables. A formulary is also provided by the teacher for the second part of the written test. The use of notes, books, notebooks, smart phones, cell phones or any other electronic device is strictly forbidden. Should any candidate use any un-authorized electronic devices (regardless of whether it is switched on or off, online or offline), he/she will be immediately withdrawn from the exam. The paper sheets for the exam will be provided by the teacher. Each sheet has to be returned at the scheduled hand-in time or at the exam withdrawal. The candidate can withdraw from the written test at any time up to the hand-in time. In this case, the exam failure will not be registered. Once the written test has been corrected, the exam will be registered with either a positive or negative result. Any candidate who is not satisfied with the written test result can ask to be failed before the oral start. Oral test The oral test can be either optional or mandatory, depending on the outcomes from the written one, according to teacher's discretion. In case the student sits for the oral test, the overall mark is the average between the written and the oral test scores.

References ¿ 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. ¿ Lecture Slides ¿ Exercise book (optional): C. Dongiovanni, D. Misul, ¿Exercises on Thermal and Hydraulic Machines¿, CLUT Eds, Torino. Required material Mollier diagram for steam (¿Diagramma entalpico per il vapor d¿acqua¿), CLUT Eds. To be procured by the student. Saturation lines tables for steam. Provided by the teacher.

Knowledge and understanding of mechanical design principles and specific design methodologies for some elements of machines and mechanical joints on the basis of the principal standards; Knowledge of methods of functional representation and simulation of industrial projects; Ability to perform the design and verification of mechanical elements and connections (axes and shafts, axisymmetric solids, hub-shaft connections, bearings, springs, threaded fasteners and bolts, welded joints);

The aim of the subject is to provide the skills and knowledge necessary for the design and verification of mechanical elements, using both traditional and numerical methods . The topics covered are: - integration of structural mechanics (residual stress, variable amplitude fatigue and basic multi-axial fatigue; - principles and procedures for design and verification of some of the major elements of machines and joints (axes and shafts, axial symmetric solids, hub-shaft connections, bearings, springs, threaded fasteners and bolts, welded joints);

The aim of the subject is to provide the minimum skills and knowledge necessary for the design and verification of mechanical elements and it represents the straight development and insight of the contents of the subject Fundamental of Strenght of Materials towards applications of machine design. The calculations for the design of machine elements are developed for all the machine elements typical of the machine design subjects. This subject is organized to provide the skills to define the strength of machine elements is taken into account by means of calculations and design procedure against static and dynamic (fatigue) stress. The commonest machine elements and joint elements are considered. Lectures will give a straight presentation of relevant topics to be studied to perform design of machines through verification of the components and of the system. Practice hours will be offered to solve examples, numerical exercises and practical cases, practice with machine design and tools, and an exam simulation. • Course Organization o Introduction to the subject: contents, basic knowledge requirements, classes, practice (exercise), exam (1 h). o Fatigue: stress concentration, basic concepts, engineering fatigue diagrams, fatigue life and fatigue strength influencing factors, multiaxial loading, components safety (9 hours). o Spindles and shafts: stress states, computation and verification methods (3 hours). o Gearing: basics, tooth geometry, force calculation, determination of meshing forces and stress loading for spur and helical gears (2.5 hours). o Stress state for contact loads: basics of Hertz theory and applications (design procedures and fatigue verification according to AGMA standards) (2.5 hours). o Axisymmetric solids: stress state in thin walled tubes subjected to pressure load, stress field in axisymmetric solids, tubes and thick walled pressure vessels. (3.5 hours). o Hub-shaft fitting: interference assembly, use of ISO tolerancing tables for stress state calculation, connecting elements, Shaft-hub connections by keys, splines, pins, etc. (4.5 hours). o Bearings: types, catalogue selection, endurance evaluation, mounting solutions (3.5 hours). o Shaft joints and clutches: main connection methods, permanent and moveable (6.5 hours). o Threaded connections: description and standards, interference diagrams, stresses in the threaded connectors, effect of external loading, uncertainty and loosening, anti-loosing methods, static and fatigue verifications (4.5 hours). o Welding: processes and methods, types of welding, static and fatigue verifications with Eurocodes, variable loading, Miner rule. (4.5 hours). o Springs: types of springs, applications, utilization factor, springs in series and in parallel, torsion springs, leaf springs, static and fatigue verification (4.5 hours). o Tutoring, subject completion, example of a test exam (4.5 hours).

... Exam: Written test; ; Compulsory oral exam: written theoretical exam. It is expected that the student achieves specific skills such as: To perform preliminary verification and dimensioning calculations on the main machine components, with the aid of tables, diagrams and formulas from technical codes and standards; To know the theory related to the aspects analysed during the course. The final exam consists of two parts referring respectively to the Written exercise exam Part and Written theory exam Part. Both part are performed in presence with a written exam. The written exam can be followed, on request of the teacher, by an oral examination to clarify doubts about the written exam. Dates and classrooms for the Written exam will be indicated in the educational portal. The two written exam can be sustained in a single date or in two separate dates, depending on the availability. To be admitted to any part of the exam, it is required to have and to show a valid identification card or the personal university card with a clearly readable photograph. In absence of this evidence the candidate will be rejected and the attendance to the test forbidden. The use of any electronic digital device (phones, smartphones, tablets, computers, etc.) except calculators (even programmable, but without any operating system) is strictly forbidden. The use of any of these digital electronic devices will be subjected to cancellation of the test. Only the material expressely authorized by the teachers and their assistants can be used, except for paper, pens and pencils, rubbers and correctors, rulers and other measuring and drawing aids and calculators. The use of any types of written or typed papers, books or handbooks is not admitted and is a reason for immediately excluding the student from the examination. It is not permitted to communicate in any form with other students or with any other person except the teachers and their assistants. Any transgression will be subjected to expulsion and exclusion from the exam. Admission to the exams follows registration to the call in the dates indicated in the portal. Exam topics: • Written exercise Part (duration 2 hours): it consits in 3 exercises of Machine Design to be numerically solved; exercises will be like the ones solved during practice. Correct numerical results are mandatory: development of the calculations is not sufficient for a positive outcome, as well as erroneous numerical results. Each of the three exercises can be rated to a different score depending on its complexity, the total score that can be achieved from the three exercise is 30 (given by the sum of the individual scores). This score is referred to the part of Machine Design exercise and is called A. • Written Theory Part (duration 1 hour): o 3 open questions on general topics of Machine Design where it is requested to describe a topic included in the course by developing the answer in the most concise way using formulas, drawings, diagrams which are pertaining to the question for a complete representation of the answer. Each of the three questions is rated from 0 to 10 for a maximum total score of 30. Both tests (exercise and theoryt) must be taken in the same session. To be admitted to the exam it is mandatory to deliver the Homeworkproject in the scheduled time, and to achive a postive evaluation of it. To complete the exam, the student has to pass both the Exercise Machine Design part (A) and Theory Machine Design part (B) with a sufficient score equal or higher than 18, i.e., A>=18 and B>=18. If both tests will be evaluated sufficient, final score will be computed as a average between the marks of the two parts, plus additional points from the evaluated homework technical project. First of all, the teachers will evaluate the outcome of the homework project that is reported in the technical report, and can reject it if it is considered not acceptable: in this case the exam will not be recorded, even in the case of a positive result, and must be repeated until an acceptable report is resent within the same date of the written exam and rated. A technical report is considered unacceptable if it completely lacks of one of the requested sections. If the technical report is considered acceptable, the range of points assigned to the report goes from -3 to +3, and it is referred as score "C". 1 point is subtracted if the team did not report all the diagrams that are requested on the technical report. 1 point is subtracted for the lack of details on each diagram (lack of scale, axes, legends, correct dimensions and units, clarity) presented in the homework technical report. Note that the report shall be delivered before the beginning of the Examination session where the student decided to take exam. Failure to comply with this deadline will prevent participation to the following session exam. Delivery of the technical report will be fulfilled in electronic form according to specifications that will be detailed during the course. THE FINAL SCORE WILL BE DETERMINED AS FOLLOWS: 1) Written test - Exercise (A score) - Machine Design Exercises (3) = max 30/30 2) Written test- theory (B score) - Machine Design Questions (3) = max 30/30 3) Technical report and drawings = max 3 points (= C) NOTE: Both A and B are requested to be>18, for a positive exam. Final score = (A+B)/2 + C An oral exam can be requested by the teacher in case of doubt/problems during the exam. If the Oral exam is requested this becomes mandatory.

Material used by the lecturers during the lectures, and distributed through the university portal. Notes directly taken from the classes will be shared with students through the website. Electronic resources that can be found in the internet will be also suggested. Main study references: • Budynas, R., Nisbett, J., Shigley’s Mechanical Engineering Design, 8th Edition in SI units, McGraw Hill, 2008 • Juvinall, R.C., Marshek, K.M., Fundamentals of machine component design, 4th Edition, Wiley, 2006 • Childs, P.R.N., Mechanical Design, 2nd Edition, Elsevier, 2004 (also in eBook format, see library website) • Rossetto, M., Introduzione alla fatica dei materiali e dei componenti, Levrotto & Bella, Torino, 2000 • Goglio, L., Resistenza dei Materiali e dei Collegamenti, Levrotto & Bella, Torino, 2006 • Collins, J.A., Failure of Materials in Mechanical Design, 2nd Edition, Wiley, 1993 Additional textbooks: • Suresh, S., Fatigue of materials, Cambridge University Press, 1998 • Niemann, G., Winter, H., Maschinenelemente, 2nd Edition, Springer, 1983 • Niemann, G., Winter, H., Elementi di Macchine, Edizioni di Scienza e Tecnica, 1986 • Niemann, G., Winter, H., Höhn, B., Manuale degli organi delle macchine, Tecniche Nuove, Milano, 2006 • Giovannozzi, R., Costruzione di Macchine, vol. 1 & 2, Patron, 1980 (historical) • Pighini, U., Elementi Costruttivi delle Macchine, Edizioni Scientifiche Associate, 1980 (historical) • Strozzi, R., Lezioni di Costruzione di Macchine, Pitagora, Bologna, 1998

Obiettivo dell'insegnamento risulta la definizione delle competenze atte a garantire il ruolo trasversale che l’impiantista svolge all’interno dell’azienda, con particolare riferimento alla conoscenza del prodotto da fabbricare e/o del servizio logistico da fornire, alla scelta delle attrezzature (macchine e mezzi di produzione) più adatte a fabbricare il prodotto, alla migliore disposizione dei macchinari, delle diverse aree produttive e/o logistiche nell’ambito dello stabilimento. Definite le potenzialità produttive e/o logistiche risulta necessario giungere alla definizione dei fabbricati necessari a ospitare le diverse aree (produttive, logistiche e accessorie), alla individuazione dei sistemi di trasporto e immagazzinamento atti a garantire l’efficienza produttiva e/o del servizio da erogare, allo studio dei servomezzi, all’ottimizzazione della sicurezza, alla realizzazione di posti di lavoro secondo criteri ergonomici ed alle conseguenti valutazioni economiche. Elementi base di gestione dei progetti permettono di gestire le molteplici attività esistenti durante l’intero ciclo di vita di un impianto logistico produttivo. Quindi al termine dell’insegnamento si richiederanno allo studente le seguenti competenze : - saper definire il plant layout ottimale di uno stabilimento complesso, nel rispetto dei vincoli tecnologici, logistici, normativi ed economici; - saper scegliere e dimensionare le soluzioni ottimali per i magazzini in termini di sistemi di stoccaggio e di attività operative ad essi connessi (picking, sorting, …) - saper scegliere le soluzioni ottimali per i diversi trasporti interni degli stabilimenti; - saper effettuare una progettazione di massima della sicurezza in un impianto industriale; - saper effettuare una progettazione di massima dei sistemi di illuminazione e di comfort ambientale e di distribuzione dell’energia; - saper applicare i concetti di gestione impianti industriali complessi definendo le strategie di gestione ottimali tenendo conto degli aspetti economici e organizzativi. Inoltre ai fini dell’autonomia di giudizio e della comunicazione tecnica, si richiedono le seguenti capacità : - redigere relazioni tecniche di taglio professionale - prendere una motivata decisione progettuale in presenza di esigenze contrastanti - stimare rapidamente gli ordini di grandezza dei valori numerici che ragionevolmente l'ingegnere si deve attendere nei principali casi di riferimento Conoscenze, competenze e capacità vengono acquisite attraverso lo studio di alcuni concreti problemi, che vengono proposti in quanto esemplari, ovvero rilevanti per le applicazioni tecniche e adatti a introdurre la gamma di metodi che nel complesso l’impiantista meccanico deve padroneggiare.

L'insegnamento intende far conoscere i principali problemi, attinenti agli impianti industriali, con i quali i futuri ingegneri verranno a contatto durante la loro attività professionale. In particolare, si propone di fornire le conoscenze e le abilità di base per la definizione e il dimensionamento degli elementi impiantistici con un’attenzione alle tematiche relative ai criteri di progettazione in sicurezza e di gestione degli impianti stessi.

Criteri di progettazione degli impianti industriali (8 ore) Studio del plant-layout (6 ore) Fabbricati industriali (3 ore) I trasporti interni agli stabilimenti industriali (9 ore) I magazzini industriali (9 ore) I trasporti automatici (3 ore) Elementi della Lean Production: Muda, Kaizen, Kanban 3 ore) Gestione della sicurezza sul lavoro: approccio metodologico, rifermenti normativi e applicazioni (12 ore) Impianti elettrici e di illuminazione: riferimenti normativi, dimensionamento di un impianto industriale ed elementi di sicurezza (9 ore) Impianti di distribuzione dei fluidi e dell’aria compressa: riferimenti normativi, regole di progettazione ed elementi di sicurezza (9 ore) Impianto antincendio: riferimenti normativi e regole di progettazione (3 ore)

Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Elaborato scritto prodotto in gruppo;
Exam: Written test; Group essay;
... Il voto finale terrà conto del giudizio della esercitazione e di una prova scritta. L’esame scritto è costituito da domande aperte opportunamente strutturate, al fine di valutare il livello di dettaglio della preparazione dello studente, soprattutto in termini di conoscenze acquisite. Durante la prova scritta, che prevede una durata di circa 1 ora, non è consentito utilizzare testi, dispense, formulari o altro materiale. L’esame scritto può essere valutabile fino ad un massimo di 25 punti su 30. Le abilità impiantistiche acquisite vengono valutate attraverso un giudizio sintetico dell’esercitazione, che considera tutti gli aspetti impiantistici, gestionali, organizzativi e normativi caratterizzanti la definizione del progetto durante l’intera fase realizzativa. Il progetto può essere valutabile fino ad un massimo di 6 punti su 30.

A. Monte, Elementi di Impianti Industriali, Edizioni Libreria Cortina, 2009 Normativa di riferimento Slide delle lezioni fornite dal docente

After completing this course the student will be able to know how to design the optimal solution of a layout in relation to safety regulation of workplaces, know the characteristics of transport systems and warehouses.

The course aims to provide the basis for the design of industrial plants and their management. The aim is to acquire knowledge about the layout, configuration of factories and cost management. The lessons are supplemented with visits to production and workshops in the classroom to the presence of experts. It also detailed the rules of safety at work and introduced the concept of risk management.

• Introduction to productive systems - Criteria for industrial plants location - Criteria for industrial plants design - Plant layout design - Industrial Buildings, Lightening and Electricals, Heating, Ventilation, and Air Conditioning systems: reference legislation, design criteria - Industrial warehouses - Traditional material handling equipment - Automated material handling equipment - Managing workplace safety: reference legislation and methodological - Compressed Air systems: reference legislation, design and sizing - Water and Fire protection systems: reference legislation and design criteria

... The final mark will sum the written exam grade and the project work grade. The written exam lasts 2 hours. The written exam will consist in exercises and open questions appropriately structured in order to check the preparation level of students, especially in terms of the acquired knowledge. The written exam is assessed up to a maximum of 24 points out of 30. No material is allowed during the written exam: what is needed for solving the exercises of the written exam will be provided during the exam. The acquired industrial plant capabilities are also assessed through a synthetic evaluation of the project work outcomes, which considers all the engineering, managerial, organizational, and regulatory aspects characterizing the definition of the project during its entire development. The project work is assessed up to a maximum of 8 points out of 30.

Meyers, Manufacturing Facilities Design & Material Handling, Pearson, 2009 Reference legislation UE reference safety legislation Lecture notes provided by the teaching staff

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.

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

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

... 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.

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.

The knowledge of production processes utilized by the mechanical industry is necessary as the student must be capable of : - choosing process technologies, - choosing and, if required, collaborating in the design of production means; - preparing the manufacturing cycle of the part. At the end of the course the student must: - know and apply the relationships between materials and processes; - know and apply manufacturing techniques; - know and apply basic performances of production means (machines, tools/moulds/dies, fixtures and measurement/testing instruments); - know and apply process variables and their interactions with part requirements (quality, tolerances, surface roughness etc.) - know and apply the right actions in order to minimize the part cost; - know and apply the regulations concerning the industrial safety. As to judgement independence and communication cleverness, the student must: - write technical reports, also in English, with a high level of professionalism - evaluate production problems and find quickly their solutions as he knows the interactions among the various players in the production process and he has a sufficient experience in the evaluation of the magnitude order of involved variables; - get easily into touch with people, using English too.

The course is aimed at developing the knowledge of production methods typical of mechanical industry. Description is than given of plastic deformation processes of metals, welding processes, foundry techniques and material removal processes, analyzing the relationships among them and the product requirements (i. e. performances and costs).

The course is aimed at developing the basic knowledge on manufacturing processes. Through lectures, demonstrations, and practical applications, the students will be introduced to the different types of manufacturing processes with the aim of making them able to select the most economic process which best meets the design requirements. The principal topics are: Mechanical fundamentals: ˑ Elastic and plastic behavior ˑ Stress and strain ˑ Stress and strain relationship for elastic behavior ˑ Element of the theory of plasticity Application to material testing ˑ Tensile test. Bridgman correction. Effect of temperature and strain rate. ˑ Compression test. W&F theory. ˑ Hardness test Fundamental of metalworking Bulk deformation Process ˑ Forging: open die forging process. ˑ Forging: closed die forging. ˑ Closed die design ˑ Extrusions. Material removal processes ˑ Orthogonal cutting. ˑ Chip types and chip removal mechanism. ˑ Velocity relationship. ˑ Cutting forces. Ernst & Merchant theory. ˑ Cutting pressure. Cutting power. ˑ Temperatures in cutting. ˑ Oblique cutting. Machining operations and machine tolls ˑ Turning. Engine lathe, CNC lathes, fixtures, tools geometry, characteristic angles, forces, powers. Surface roughness ˑ Milling: peripheral milling. Chip thickness. Cutting force. MRR. Helical milling cutter. Surface finish in milling. Working time. ˑ Milling: face milling. Chip thickness. Cutting force, Working time. ˑ Drilling: drill press e work holding. Cutting force and power. Drilling time Cutting tool technology ˑ Toll wear. Toll life . Taylor and Kronenberg equations. Economic and product design ˑ Optimization of cutting condition. Cutting speed for maximum production and minimum cost. Solidification processes ˑ Fundamental of metal casting. ˑ Sand Casting: from the draw to the pattern. Feeding system, gating system design, metallostatic force. ˑ Casting manufacturing processes: discussion of several expandable and permanent mold processes. ˑ Casting quality. Welding processes. Manufacturing system ˑ Computer Numerical Control. Programming (G-code, APT). ˑ Program structure. CNC milling.

... Exam: The overall exam consists of two compulsory parts: 1) A written examination concerning the whole program and including theoretical questions (max 4 points) on the principal topics covered during the course and practical exercises (max 20 points) similar to those carried out during the practical lessons. Score range is 0-24. Time exam is 1,5 / 2 hours. Students are allowed to use a personal formula sheet (a single A4 page) and a simple calculator (i.e. not scientific). Students cannot use any material, such as books or electronic devices (i.e. mobile phones/notebooks). 2) Oral presentation on a homework on plastic deformation of metals and relative manufacturing processes. Score range is 0-6. The homework is developed in a team composed of 5 students. Members of the teams are announced within the two-third of the lectures. Each team is charged to face and analyze a case study using the tools and the methods introduced during the lectures and, at the end of their task, deliver a report on the performed activity and the obtained results. The final report must be uploaded on the didactical portal using the tab “elaborati�, two week before the first official session exam. The report on the assigned case study must be presented and discussed by the team during the official exam session. The personal evaluation of the homework is based on the report and the individual presentation and discussion of the case study. The final exam score will be the sum of the marks obtained in the two parts. Students pass the exam if the sum ranges between 18 and 30 marks. The student who does not upload the report within the deadline or doesn’t get a “pass� mark in the oral discussion can achieve a final exam score limited to the written exam evaluation (max 24 points).

Manufacturin Engineering and Technology S. Kalpakjian, S.R. Schmid Pearson Fundamentals od Modern Manufacturing Mikell P. Groover John Wiley & sons, inc. Mechanical Metallurgy George E. Dieter Mc Graw - Hill Book Company Slides and exercices available on the Didactic Portal at the end of each lesson.

Conoscenza delle proprietà dei fluidi. Conoscenza delle proprietà statiche, cinematiche e dinamiche dei fluidi e dei principi di funzionamento degli strumenti di misura e loro applicazioni. Capacità di calcolo delle spinte dei fluidi sulle superfici. Conoscenza delle problematiche relative al moto dei fluidi e capacità di analizzare e risolvere le problematiche connesse. Conoscenza delle tecniche di progettazione e verifica delle condotte in pressione in moto permanente e capacità di applicarle.

L’insegnamento ha come obiettivo quello di fornire agli studenti i fondamenti della statica e della dinamica dei fluidi in assenza di scambi di calore. L’insegnamento ruota attorno allo studio ed all’applicazione delle equazioni che esprimono il bilancio di quantità di moto, energia meccanica e massa, sia in forma indefinita che globale.

I fluidi e le loro caratteristiche: definizione di fluido; i fluidi come sistemi continui; grandezze della meccanica dei fluidi e unità di misura; proprietà fisiche; sforzi nei sistemi continui (teorema di Cauchy). Statica dei fluidi: equazione indefinita della statica dei fluidi; equazione globale dell’equilibrio statico; statica dei fluidi pesanti incomprimibili; misura delle pressioni; spinta su superfici piane; spinta su superfici curve; spinta su corpi immersi; equilibrio relativo. Cinematica dei fluidi: impostazione euleriana e lagrangiana (derivata materiale); linee di corrente, traiettorie, linee di fumo; equazione di continuità (locale e globale); concetto di vorticità e di irrotazionalità ; tensore delle velocità di deformazione e significato fisico dei termini. Dinamica dei fluidi: equazione indefinita e globale dell’equilibrio dinamico; equazioni di Eulero (fluidi perfetti); equazione globale di equilibrio per un fluido perfetto; teorema di Bernoulli; estensione del teorema di Bernoulli ad una corrente. Analisi dimensionale: adimensionalizzazione e normalizzazione; teorema di Buckingham. Moto dei fluidi viscosi: equazione indefinita (Navier Stokes) e globale; esperienza di Reynolds (regimi di movimento); cenni sulle caratteristiche generali del moto turbolento; equazioni di Reynolds; significato fisico degli sforzi di Reynolds. Correnti in pressione: azione di trascinamento; moto laminare e moto turbolento in condotta, legge di Poiseuille; moto nei tubi lisci e nei tubi scabri; diagramma di Moody e Nikuradse; perdite di carico localizzate; tracciamento delle linee dei carichi su condotte in pressione; inserimento di pompe e turbine in sistemi di condotte; funzionamento delle condotte in depressione; cenni di moto vario. Soluzioni approssimate dell’equazione di Navier Stokes: approssimazione lento scorrimento; moti irrotazionali: concetti generali; cenni di teoria dello strato limite. Flussi intorno a corpi: forze di resistenza e portanza; flussi intorno a cilindri, sfere e altre forme.

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 è volto a valutare le competenze sia applicative sia teoriche acquisite durante l'insegnamento, riguardanti, ad esempio, le proprietà dei fluidi, le proprietà statiche, cinematiche e dinamiche dei fluidi, i principi di funzionamento degli strumenti di misura, il calcolo delle spinte dei fluidi sulle superfici, le problematiche relative al moto dei fluidi, la progettazione e verifica delle condotte in pressione in moto permanente e gli altri argomenti affrontati nel corso. L’esame, che si compone della sola prova scritta (durata 2.5h), consiste in: - 10 quiz a risposta multipla o con risultato da calcolare numericamente presentati al computer, con pari punteggio. Le risposte sbagliate non comportano penalità . Le domande riguarderanno sia aspetti teorici sia esercizi numerici, al fine di valutare la comprensione dei concetti di base e la capacità di eseguire semplici valutazioni quantitative, - un esercizio a risposta aperta, da svolgere su foglio, con l’obiettivo di valutare la capacità di descrivere e analizzare un problema in modo articolato, - una domanda di teoria, da svolgere su foglio, con l’obiettivo di valutare la comprensione degli aspetti teorici della materia. I 10 quesiti contribuiscono al 50% del voto finale (fino a 15/30), mente esercizio e domanda teorica coprono il restante 50% (fino a 15/30). L'esercizio e la domanda di teoria saranno corretti e valutati solo se saranno stati svolti correttamente almeno 5 quiz su 10. Durante l’esame scritto non è consentito l’uso di libri, appunti e formulari, cellulari, smartphone, ecc.

I testi consigliati di riferimento sono quelli sotto indicati; i testi principali di riferimento, scelti tra quelli elencati, saranno comunicati a lezione dal docente titolare dell’insegnamento. Munson, Okiishi, Huebsch, RothMayer (versione italiana a cura di E. Larcan e P. Escobar Rojo). Meccanica dei Fluidi. Casa Editrice Citta Studi Cengel, Cimbala (versione italiana a cura G. Cozzo C. Santoro). Meccanica dei Fluidi. Casa Editrice McGraw Hill Kundu P.K., Fluid Mechanics , Academic Press Citrini, Noseda - IDRAULICA - Casa editrice CEA S. Longo, MG Tanda. Esercizi di Idraulica e Meccanica dei Fluidi. Casa Editrice Springer Alfonsi, Orsi. Problemi di Idraulica e Meccanica dei Fluidi. Casa Editrice Ambrosiana

La prova finale è un'attività che completa il percorso formativo della laurea triennale. Essa ha lo scopo di verificare la capacità dello studente di analizzare e approfondire in modo autonomo un problema tecnico-scientifico attinente agli insegnamenti seguiti durante il percorso di laurea o esplorativo di tematiche attinenti alla laurea magistrale. Consiste nella stesura di un elaborato scritto che non richiede necessariamente una particolare originalità e che quindi si può basare sullo studio ed elaborazione di documentazione già disponibile. L’attività è svolta sotto la guida di un tutore individuabile dallo studente e formalmente assegnato dalla Commissione Prove Finali del CdS. Nell'assegnazione del tutore la Commissione terrà conto anche dell’eventuale partecipazione dello studente ad un tirocinio aziendale o al progetto di un team studentesco.

Modalita di esame: Prova orale obbligatoria;
Exam: Compulsory oral exam;
... In via indicativa, l’elaborato scritto non supera le trenta pagine e viene redatto secondo le linee guida comunemente accettate a livello internazionale per redigere un rapporto tecnico. Il Tutore segue la stesura dell’elaborato e, ove utile o necessario, fornisce indicazioni in merito. L'elaborato è oggetto di una breve presentazione orale da parte dello studente di fronte ad una commissione di laurea costituita appositamente allo scopo da docenti del Politecnico. E’ facoltà dello studente, sentito il parere del tutore, redigere e presentare la Prova Finale in lingua inglese.

La conoscenza dei processi produttivi tipici dell'industria manifatturiera è necessaria per consentire allo studente di scegliere le tecnologie di processo, di valutare i mezzi di produzione, anche collaborando alla loro progettazione, e di elaborare i cicli di fabbricazione dei singoli componenti, in metallo o in materiali polimerici. Al termine dell'insegnamento lo studente dovrà : - conoscere e applicare le relazioni tra materiali e processi produttivi; - conoscere e applicare le tecniche di fabbricazione; - conoscere e applicare le prestazioni essenziali dei mezzi di produzione (macchine, utensili/stampi, attrezzature e strumenti di misura/controllo); - conoscere e applicare i parametri fondamentali di processo e le loro interazioni con i requisiti del manufatto (qualità , tolleranze, finiture superficiali etc.); - conoscere e applicare le azioni necessarie per minimizzare il costo del prodotto; - conoscere e applicare le normative riguardanti la sicurezza del posto di lavoro. Per quanto concerne infine l'autonomia di giudizio e l'abilità comunicativa, si richiederà allo studente di: - stilare relazioni tecniche con elevato livello di professionalità , anche in lingua inglese; - valutare i problemi in ambito manifatturiero, trovandone rapidamente la soluzione avendo maturata la conoscenza delle interazioni fra i diversi attori del processo produttivo, e avendo a disposizione un insieme di conoscenze che gli permettono di stimare velocemente gli ordini di grandezza delle variabili; - sapersi relazionare, utilizzando anche l'inglese.

L'insegnamento è dedicato allo sviluppo delle conoscenze concernenti i processi produttivi utilizzati per la fabbricazione di manufatti per l'industria manufatturiera. Sono quindi descritti e analizzati i processi per deformazione plastica dei metalli, le tecniche di fonderia, le lavorazioni con asportazione di materiale tradizionali e non convenzionali, le tecnologie di giunzione, mettendoli in relazione con i requisiti del prodotto, in termini di prestazioni e costi.

Introduzione ai processi di fabbricazione - Classificazione dei processi produttivi - Richiami sulle proprietà dei materiali Le tecniche di fonderia - Generalità sulla fusione dei metalli: ritiro e materozze, sistema di colata - Colata in forma transitoria - Colata in forma permanente Le lavorazioni per deformazione plastica - Considerazioni elementari di teoria della plasticità . - Le lavorazioni massiva: forgiatura, laminazione, trafilatura, estrusione - Le lavorazioni delle lamiere: tranciatura, piegatura, imbutitura e stampaggio Lavorazioni per asportazione di truciolo - Teoria del taglio dei metalli - Materiali per utensili da taglio - Meccanismi di usura degli utensili, Modello di Taylor - Lavorazioni di tornitura - Lavorazioni di foratura - Lavorazioni di fresatura - Rettificatura - Tempi e costi di produzione - I cicli di fabbricazione Evoluzione dell’automazione - Automazione rigida - Automazione flessibile - Design for manufacture, Design for Assembly/Disassembly Le tecniche di giunzione - Classificazione dei processi di saldatura - Saldatura ad arco - Saldatura laser - Le giunzioni meccaniche - L’incollaggio Introduzione alla trasformazione delle materie plastiche

Modalita di esame: Prova scritta (in aula);
Exam: Written test;
... 1. VALUTAZIONE FORMATIVA Le esercitazioni in aula e le discussioni con il docente durante le lezioni offriranno l'opportunità di valutare la capacità degli studenti di applicare le proprie conoscenze e la comprensione degli argomenti trattati nel corso. Gli Obiettivi di Apprendimento (OBI) previsti per la valutazione formativa sono i seguenti, con riferimento all'elenco degli “obiettivi di apprendimento attesi�: - OBI valutati attraverso le esercitazioni in aula e le attività di laboratorio: 1, 2, 3, 4, 5, 6. - OBI valutati attraverso le discussioni con il docente: 7, 8, 9. 2. REGOLE E PROCEDURE PER L'ESAME FINALE L'esame consiste in una prova scritta. La prova scritta consiste in quesiti a risposta aperta o domande a risposta multipla che possono riguardare la teoria. Inoltre vi saranno esercizi di soluzione di problemi di dimensionamento dei processi produttivi. Il numero dei quesiti e degli esercizi è variabile in funzione del contenuto e della difficoltà dei singoli quesiti, in modo da permettere agli studenti di completare la risposta a tutte le domande entro la durata della prova scritta. Per la prova scritta, l'allievo avrà a disposizione due ore, potendosi ritirare in qualsiasi momento prima della conclusione dello scritto. Non potrà utilizzare alcun testo o appunto. E' necessario portare una calcolatrice scientifica. La consegna dell'elaborato scritto comporta l'avvio della procedura di valutazione che si concluderà con un voto, sufficiente o insufficiente, e con la sua registrazione sul registro degli esami. Il docente si riserva la possibilità di applicare modalità alternative di esame, ove necessario, oppure di svolgere un colloquio orale integrativo nel caso in cui emergano dubbi sulla validità della preparazione dimostrata dallo studente. 3. CRITERI DI VALUTAZIONE E CRITERI DI ASSEGNAZIONE DEL VOTO I criteri di valutazione si basano sulla correttezza delle risposte alle domande a risposta multipla; sulla correttezza delle soluzioni degli esercizi; sulla pertinenza e chiarezza delle risposte alle domande aperte. Un punteggio viene assegnato ad ogni quesito (il valore del punteggio massimo è riportato di fianco ad ogni quesito). La valutazione si ottiene come somma dei punti ottenuti per ogni quesito. Il punteggio massimo di 30 e lode può essere raggiunto rispondendo correttamente a tutte le domande della prova scritta.

Le dispense, stampati delle diapositive utilizzate a lezione, vengono messe a disposizione agli studenti iscritti all’insegnamento sul Portale della Didattica Testi consigliati per approfondimenti: - S. Kalpakjian, S.R. Schmid. "Tecnologia Meccanica", Sesta Edizione, Pearson Education Italia - M.Santochi e F. Giusti, "Tecnologia meccanica e studi di fabbricazione", Editrice Ambrosiana - M.P. Groover, “Tecnologia Meccanica�, Città Studi Edizioni

Le informazioni dettagliate sull’insegnamento tirocinio sono consultabili sulla GUIDA STUDENTI, sezione TIROCINIO, dell’anno accademico in corso.

Modalita di esame: Accertamento (esame senza voto);
Exam: Check;