Mechanical Engineering - Progettazione di Sistemi Meccanici

Raccolta domande di teoria

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Teoria PSM Anno 2022-2023: - Si descriva il principio di funzionamento delle giunzioni flangiate per i recipienti in pressione, utilizzando il grafico dell’effetto guarnizione. In particolare, si mettano in evidenza le forze sul bullone e sulla guarnizione prima e dopo la pressurizzazione del fluido. - Si indichino almeno tre vantaggi/svantaggi nell’utilizzo del calettamento forzato rispetto all’accoppiamento con linguetta. Dato un valore di coppia da trasmettere, si descriva la procedura per la scelta dell’interferenza minima tra albero e mozzo in modo da realizzare un calettamento forzato. - Si descrivano le azioni interne e i corrispondenti sforzi comunemente presenti nel ciclo di lavoro di una biella. Si indichi il loro andamento lungo il fusto della biella, la sezione di verifica, e il loro andamento qualitativo nel tempo. - Si descriva la formulazione della rigidezza assiale di una molla. Come si può calcolare la rigidezza equivalente per due molle di uguale rigidezza assiale disposte in serie o in parallelo tra loro? - Nelle trasmissioni a cinghia piatta, quali sono le forze che agiscono sulla cinghia e sulle pulegge? Come sono legate tra loro? Si richiamino le formule. - Si descriva la formula che descrive il carico critico euleriano (instabilità a carico di punta) nei due piani di una biella. - Dopo aver disegnato la sede di una linguetta in un albero di trasmissione, si discutano gli effetti di intaglio legati alle azioni interne quali momento flettente e torcente, indicando le zone maggiormente sollecitate. - Si illustri compiutamente la metodologia di dimensionamento di un ingranaggio a interasse fissato. Anno 2021-2022: - Si descrivano le modalità di cedimento delle ruote dentate, indicando per ciascuna le zone critiche di verifica. Si indichino i due fattori sintetici, specificando il significato di ciascun termine richiamato. - Con riferimento ad una cinghia trapezia, si descriva la relazione che lega il tiro sul ramo teso e il tiro sul ramo lasco: 1) al precarico S0 della cinghia; 2) al coefficiente d’attrito tra la cinghia e la puleggia (limite di slittamento). Si specifichi il significato dei termini che vengono richiamati nelle formule. - Mettendo la molla dell’Esercizio 4 in serie con un’altra con i2=10 (tutti gli altri parametri sono uguali), si chiede di: - indicare il rapporto tra le rigidezze delle due molle; - indicare la rigidezza equivalente del sistema delle due molle; - tracciare la curva caratteristica del sistema delle due molle fino all’andata a pacco di entrambe. Specificare nel grafico quale delle due andrà a pacco per prima. - In un albero sollecitato con σa, σm>0 e τm, si descriva la formula di verifica di Gough-Pollard e come ricavare i termini che compaiono. - Data una trasmissione a cinghia, si descrivano le equazioni che governano i tiri e le forze che nascono ai supporti delle pulegge. - Si elenchino le verifiche da effettuare su una biella, collegata a un pistone e a un albero a gomiti. Per ogni tipo di verifica, si specifichi la/e sezione/i più critica e si indichino gli sforzi che nascono. Anno 2020-2021: - Si descrivano le formule di Mariotte per un recipiente cilindrico soggetto a pressione interna, specificando le ipotesi di validità. A partire da queste, come è possibile determinare lo spessore minimo del recipiente nella zona del mantello cilindrico? - Quali sono le due famiglie di saldature in cui le normative suddividono le saldature? Si indichino le componenti di sollecitazioni presenti in ciascuna. Si faccia un esempio per ogni famiglia - Si descriva la formula per la verifica di fatica multiassiale di Gough Pollard. In particolare, si descriva come questa formula vari nel caso di: 1) fatica alternata simmetrica, � = �0 ∙ �������� (������� ) e � = ��������� 2) fatica pulsante dallo zero, � = �0 ∙ [�������� (������� ) + 1] e � = ��������� - Descrivere i principi di funzionamento dei calettamenti con linguetta e con chiavetta, indicando le caratteristiche, i vantaggi e gli svantaggi. Inoltre, per il calettamento con linguetta si indichi come e dove effettuare la verifica di resistenza a carico massimo - Dato un albero di diametro d, al quale sono applicati un momento flettente Mf e un momento torcente Mt uguali tra loro (Mf=Mt), indicare la formulazione dei due più noti criteri di verifica statica per materiali duttili. Qual è la differenza percentuale tra i due sforzi equivalenti stimati? - Si descriva la formula della durata base e corretta per i cuscinetti volventi, specificando i termini richiamati. Si consideri un supporto costituito da un cuscinetto a sfere soggetto ad una reazione vincolare puramente radiale (Fr). Noto il tipo di cuscinetto (noto C) e il numero di giri già compiuti dal cuscinetto, pari a 200 mila, si stimi la vita residua in ore di lavoro. Anno 2019-2020: - Si descriva il grafico di Haigh per la verifica a flessione in presenza di sforzo medio non nullo, indicando in particolare l’equazione della limitazione di Goodman. - Si descriva il grafico dell’effetto guarnizione e il suo utilizzo per determinare la variazione di forza agente sui due componenti della giunzione flangiata. - Si indichino i due fattori sintetici per le verifiche delle ruote dentate, e si descriva la procedura di dimensionamento con interasse fissato (e.g.: nota la coppia da trasmettere C e il rapporto di trasmissione u, come si ricavano la larghezza di fascia b a il modulo m). - Si descriva come stimare la massima coppia C trasmissibile con un calettamento forzato tra mozzo ed albero, in funzione dell’interferenza i imposta. - Si descriva la formula per il calcolo della velocità critica flessionale di un albero in acciaio con calettate due ruote, come l’albero AB dell’Esercizio 1. - Si descrivano le forze agenti in una trasmissione con cinghia piatta, specificando quali agiscono sulla cinghia stessa e quali sulle due pulegge. - Si indichi la formula per il calcolo della velocità critica flessionale di un albero in acciaio, con diametro costante e con calettate 2 ruote. Si indichi con precisione il significato di ogni termine. Se l’albero fosse in alluminio (EAl=70000MPa), quanto varierebbe la sua velocità critica rispetto al caso in acciaio (Eac=206000MPa)? - Si descriva la formula per la verifica statica di una barra di torsione di diametro d, fatta in acciaio e soggetta a un momento torcente Mt. Come si modifica questa formula per una molla ad elica cilindrica soggetta a carico F di compressione? - Si descrivano i due fattori sintetici per il calcolo della sollecitazione agente sulle ruote dentate. Noti poi questi fattori, come si procede al dimensionamento della ruota nel caso di interasse fissato? Simulazione : 1) Si discuta, e si illustri con un esempio, la procedura di dimensionamento, verifica statica e a fatica delle molle di compressione ad elica cilindrica. 2) Calcolare la durata di base in ore di un cuscinetto a sfere sottoposto ad un carico radiale P e rotante ad una velocità angolare w. Forza radiale: P = 3000 N Velocità angolare: w = 50 rad/s Coefficiente di carico dinamico: C = 9000 N 3) Si discuta dapprima il dimensionamento del mantello cilindrico di un recipiente in pressione e le componenti sollecitanti i bulloni di collegamento tra flangia del mantello e coperchio. 4) Si discuta, e si illustri con un esempio, la procedura di dimensionamento, verifica statica e a fatica delle molle di compressione ad elica cilindrica. 5) Si discutano le velocità critiche flessionali e torsionali ed i metodi di prima approssimazione con cui è possibile stimarle. 6) Si determini la pressione minima all’interfaccia tale per cui in un calettamento forzato albero-mozzo non si verifichi la condizione di slittamento alla trasmissione di una coppia C*.