Mechanical Engineering - Costruzione di Macchine

Full exam

CM1: Esercizio 3 . Effettuare l'analisi cinematica delle seguenti strutture, giustificando la risposta. Gdl: __________ GdV: __________ La struttura è labile? □ Sì □ No Gdl: __________ GdV: __________ La struttura è labile? □ Sì □ No Politecnico di Milano - Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica Anno accademico 2022-23 Costruzione di Macchine 1 (Prof. S. Bagherifard, Prof. F. Cadini, Prof. C. Sbarufatti ) Tema d’esame: 9 Gennaio 2023 NOME : COGNOME : MATRICOLA : SPAZIO RISERVATO AL DOCENTE: 1 2 3 Totale Parte 1: Costruzione di macchine 1 Nota: Verranno valutate esclusivamente le risposte agli esercizi fornite sugli apposti fogli prestampati CM1: Esercizio 1. Con riferimento alla trave di lunghezza l mostrata in figura, a cui è applicato un carico distribuito q: 1) Disegnare la deformata qualitativa. 2) Scrivere l’espressione della linea elastica (della deformata). 3) Calcolare le reazioni vincolari. CM1: Esercizio 2. Per la struttura raffigurata, esprimendone l'intensità in funzione del carico distribuito P e della lunghezza caratteristica l, si rappresentino: - le reazioni vincolari esterne ed interne, indicandone direzione e verso mediante un segmento orientato - i diagrammi delle azioni interne, indicando la convenzione di rappresentazione utilizzata Azione assiale: Taglio: Momento flettente: CM1: Esercizio 5 . 1. Si definisca il concetto di effetto di intaglio, facendo riferimento ai limiti di utilizzo delle formule di De Saint Venant. 2. Si definisca il coefficiente di intaglio teorico Kt, specificando i parametri dal quale dipende. 3. Si definisca il coefficiente di intaglio sperimentale Ks, specificando come interpretare questo coefficiente nelle verifiche di resistenza. Politecnico di Milano - Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica Anno accademico 2022-23 Costruzione di Macchine 1 (Prof. S. Bagherifard , Prof. F. Cadini, Prof. C. Sbarufatti ) Tema d’esame: 9 Gennaio 2023 NOME : COGNOME : MATRICOLA : SPAZIO RISERVATO AL DOCENTE: 4 5 Totale NOTA: Verranno valutate esclusivamente le risposte agli esercizi fornite sugli apposti fogli prestampati. Parte 2: Costruzione di macchine 1 CM1: Esercizio 4. In Figura 1 è rappresentato lo schema di un banco prova per test su motori elettrici. Il motore M è collegato tramite un giunto elastico a un albero di diametro d. L’albero è supportato da due cuscinetti A e B che realizzano un vincolo di cerniera e uno di carrello rispettivamente. Sull’albero è calettato un volano di diametro D v e massa m . La massa del volano non è trascurabile, si consideri quindi il contributo della forza peso data dal volano pari a ������ ������ = ������������ . A causa di un difetto nella lavorazione, il baricentro del volano risulta spostato della quantità e rispetto all’asse di rotazione dell’albero, generando quindi una forza centrifuga ������ ������ = ������������ ������������ durante la rotazione, diretta radialmente, con ω pari alla velocità angolare dell’albero in rad/s , considerata costante. Si assuma comunque per semplicità che la retta di azione della forza peso ������ ������ passi sempre per l’asse di rotazione . Nella zona di calettamento del volano è presente un intaglio, i cui coefficienti K tf e K tt sono forniti. Inoltre, sull’albero è calettato un disco di diametro D f e massa trascurabile, su cui viene esercitata una forza frenante T costante e diretta come l’asse y del sistema di riferimento indicato in Figura. A regime il motore trasmette una coppia motrice C m. Si richiede di: 1) Determinare il valore della forza T. 2) Tracciare i diagrammi delle azioni interne nell’albero (limitatamente ai momenti flettente Mf e torcente Mt ), separatamente per i carichi agenti, indicando le convenzioni scelte. 3) Considerando la situazione di massima sollecitazione, riportare le componenti di azione interna nella sezione H-H e indicarne il/i punto/i più sollecitato/i. Effettuare la verifica di resistenza statica nella sezione H-H. 4) Effettuare la verifica a fatica nella sezione H-H ( Attenzione: per quanto riguarda la ricerca dei limiti a fatica, si faccia riferimento alla sola eventualità che i carichi possano aumentare proporzionalmente tra loro ). Figura 1 Carichi: ������� = 400 ������������ ������ = 1400 ������������������ (velocità di rotazione dell’albero a regime) m = 18 kg Coefficienti: �������� = 1.4 (sezione H-H calettamento volano) �������� = 1.3 (sezione H-H calettamento volano) ������6 = 0.85 ������7 = 0.85 ������ = 0.9 Geometria: ������ � = 390 ������������ ������ = 0.01 ������������ ������� = 130 ������������ ������ = 28 ������������ ������ = 40 ������������ ������ = 30 ������������ ������ = 30 ������������ Materiale: ������� = 600 ������������������ �������� = 500 ������������������ 41,4 2,9