Numeri e funzioni reali, cenni di teoria degli insiemi, principio di induzione, estremo superiore e inferiore.
Successioni, definizione di limite, operazioni con i limiti, teoremi di confronto, infiniti di ordine crescente.
Limiti di funzione, continuità, legame con i limiti di successioni, teoremi sulle funzioni continue.
Derivate, significato geometrico, teoremi sulle funzioni derivabili, massimi e minimi relativi, applicazioni allo studio di funzione. Integrali indefiniti, integrazione per parti e per sostituzione, integrali definiti, teorema fondamentale del calcolo integrale, integrali impropri. Serie numeriche, convergenza semplice e assoluta, criteri di convergenza.
Serie di funzioni, convergenza puntuale e totale. Numeri complessi.

Marcellini, Sbordone - Elementi di Analisi matematica 1,2.
Marcellini, Sbordone - Esercitazioni di matematica Vol. 1, 2.
Bertsch, Dall'Aglio, Giacomelli - Epsilon 1, Primo corso di Analisi Matematica . McGraw Hill

Numeri e funzioni reali, cenni di teoria degli insiemi, principio di induzione, estremo superiore e inferiore.
Successioni, definizione di limite, operazioni con i limiti, teoremi di confronto, infiniti di ordine crescente.
Limiti di funzione, continuità, legame con i limiti di successioni, teoremi sulle funzioni continue.
Derivate, significato geometrico, teoremi sulle funzioni derivabili, massimi e minimi relativi, applicazioni allo studio di funzione. Integrali indefiniti, integrazione per parti e per sostituzione, integrali definiti, teorema fondamentale del calcolo integrale, integrali impropri. Serie numeriche, convergenza semplice e assoluta, criteri di convergenza.
Serie di funzioni, convergenza puntuale e totale. Numeri complessi.

Marcellini, Sbordone - Elementi di Analisi matematica 1,2.
Marcellini, Sbordone - Esercitazioni di matematica Vol. 1, 2.
Bertsch, Dall'Aglio, Giacomelli - Epsilon 1, Primo corso di Analisi Matematica . McGraw Hill

I numeri si riferiscono ai capitoli e ai paragrafi del libro di testo:
Calcolo di P. Marcellini e C. Sbordone.

1) I numeri e le funzioni reali

Numeri naturali, interi e razionali; densità dei razionali (5). Assiomi dei numeri reali (2). Cenni di teoria degli insiemi (4).
Il concetto intuitivo di funzione (6) e rappresentazione cartesiana (7).
Funzioni iniettive, suriettive, biettive e invertibili. Funzioni monotone (8).
Valore assoluto (9). Il principio di induzione (13).

2) Complementi ai numeri reali

Massimo, minimo, estremo superiore, estremo inferiore.

7) Limiti di successioni

Definizione e prime proprietà (56,57).
Successioni limitate (58). Operazioni con i limiti (59).
Forme indeterminate (60).
Teoremi di confronto (61). Altre proprietà dei limiti di successioni (62).
Limiti notevoli (63). Successioni monotone, il numero e (64).
Infiniti di ordine crescente (67).

8) Limiti di funzioni. Funzioni continue

Definizione di limite e proprietà (71,72,73).
Funzioni continue (74). discontinuità (75).
Teoremi sulle funzioni continue (76).

9) Complementi ai limiti

Il teorema sulle successioni monotone (80).
Successioni estratte; il teorema di Bolzano-Weierstrass (81).
Il teorema di Weierstrass (82).
Continuità delle funzioni monotone e delle funzioni inverse (83).

10) Derivate

Definizione e significato fisico (88-89). Operazioni con le derivate (90).
Derivate delle funzioni composte e delle funzioni inverse (91).
Derivata delle funzioni elementari (92).
Significato geometrico della derivata: retta tangente (93).

11) Applicazioni delle derivate. Studio di funzioni

Massimi e minimi relativi. Teorema di Fermat (95).
Teoremi di Rolle e Lagrange (96).
Funzioni crescenti, decrescenti, convesse e concave (97-98).
Il teorema di de l'Hopital (99).
Studio del grafico di una funzione (100).
La formula di Taylor: prime proprietà (101).

14) Integrazione secondo Riemann

Definizione (117). Proprietà degli integrali definiti (118).
Uniforme continuità. Teorema di Cantor (119).
Integrabilità delle funzioni continue (120).
I teoremi della media (121).

15) Integrali indefiniti

Il teorema fondamentale del calcolo integrale (123).
Primitive (124). L'integrale indefinito (125). Integrazione per parti e per sostituzione
(126,127,128,129).
Integrali impropri (132).

16) Formula di Taylor

Resto di Peano (135).
Uso della formula di Taylor nel calcolo dei limiti (136).

17) Serie

Serie numeriche (141).
Serie a termini positivi (142).
Serie geometrica e serie armonica (143,144).
Criteri di convergenza (145).
Serie alternate (146).
Convergenza assoluta (147).
Serie di Taylor (149).

P. Marcellini, C. Sbordone, Calcolo, Ed. Liguori, 1992
S. Lang, A First Course in Calculus, Springer Ed.
L.Chierchia, Corso di Analisi - Prima parte, McGraw Hill (2019)

I numeri si riferiscono ai capitoli e ai paragrafi del libro di testo:
Calcolo di P. Marcellini e C. Sbordone.

1) I numeri e le funzioni reali

Numeri naturali, interi e razionali; densità dei razionali (5). Assiomi dei numeri reali (2). Cenni di teoria degli insiemi (4).
Il concetto intuitivo di funzione (6) e rappresentazione cartesiana (7).
Funzioni iniettive, suriettive, biettive e invertibili. Funzioni monotone (8).
Valore assoluto (9). Il principio di induzione (13).

2) Complementi ai numeri reali

Massimo, minimo, estremo superiore, estremo inferiore.

7) Limiti di successioni

Definizione e prime proprietà (56,57).
Successioni limitate (58). Operazioni con i limiti (59).
Forme indeterminate (60).
Teoremi di confronto (61). Altre proprietà dei limiti di successioni (62).
Limiti notevoli (63). Successioni monotone, il numero e (64).
Infiniti di ordine crescente (67).

8) Limiti di funzioni. Funzioni continue

Definizione di limite e proprietà (71,72,73).
Funzioni continue (74). discontinuità (75).
Teoremi sulle funzioni continue (76).

9) Complementi ai limiti

Il teorema sulle successioni monotone (80).
Successioni estratte; il teorema di Bolzano-Weierstrass (81).
Il teorema di Weierstrass (82).
Continuità delle funzioni monotone e delle funzioni inverse (83).

10) Derivate

Definizione e significato fisico (88-89). Operazioni con le derivate (90).
Derivate delle funzioni composte e delle funzioni inverse (91).
Derivata delle funzioni elementari (92).
Significato geometrico della derivata: retta tangente (93).

11) Applicazioni delle derivate. Studio di funzioni

Massimi e minimi relativi. Teorema di Fermat (95).
Teoremi di Rolle e Lagrange (96).
Funzioni crescenti, decrescenti, convesse e concave (97-98).
Il teorema di de l'Hopital (99).
Studio del grafico di una funzione (100).
La formula di Taylor: prime proprietà (101).

14) Integrazione secondo Riemann

Definizione (117). Proprietà degli integrali definiti (118).
Uniforme continuità. Teorema di Cantor (119).
Integrabilità delle funzioni continue (120).
I teoremi della media (121).

15) Integrali indefiniti

Il teorema fondamentale del calcolo integrale (123).
Primitive (124). L'integrale indefinito (125). Integrazione per parti e per sostituzione
(126,127,128,129).
Integrali impropri (132).

16) Formula di Taylor

Resto di Peano (135).
Uso della formula di Taylor nel calcolo dei limiti (136).

17) Serie

Serie numeriche (141).
Serie a termini positivi (142).
Serie geometrica e serie armonica (143,144).
Criteri di convergenza (145).
Serie alternate (146).
Convergenza assoluta (147).
Serie di Taylor (149).

P. Marcellini, C. Sbordone, Calcolo, Ed. Liguori, 1992
S. Lang, A First Course in Calculus, Springer Ed.
L.Chierchia, Corso di Analisi - Prima parte, McGraw Hill (2019)

Sistemi lineari. Matrice dei coefficienti e matrice completa di un sistema lineare. Somma di matrici e prodotto di una matrice per uno scalare. Algoritmo di Gauss-Jordan per la risoluzione di sistemi lineari. Prodotto righe per colonne di matrici. Determinante. Matrici invertibili. Rango di una matrice e Teorema di Rouche’-Capelli. Vettori geometrici. Spazi e sottospazi vettoriali. Vettori generatori e vettori linearmente indipendenti. Basi e dimensione. Formula di Grassmann. Applicazioni lineari. Nucleo e immagine di un’applicazione lineare. Il Teorema di nullita’ piu’ rango. Matrice associata a un’applicazione lineare. Diagonalizzazione di operatori lineari.

F. Flamini; A. Verra: “Matrici e vettori -Corso di base di geometria e algebra lineare” Carocci ed.

Algebra lineare
Matrici. Determinanti. Rango. Sistemi lineari. Spazi vettoriali. Applicazioni lineari. Autovalori e autovettori.
Diagonalizzazione. Prodotto scalare. Operatori simmetrici. Teorema spettrale.
Geometria
Geometria affine del piano e dello spazio. Geometria euclidea del piano e dello spazio.

F. Flamini, A. Verra: Matrici e vettori. Corso di base di geometria e algebra lineare. Carocci.
Suggeriti anche:
E. Schlesinger: Algebra lineare e geometria, Zanichelli.
L. Mauri e E. Schlesinger: Esercizi di algebra lineare e geometria, Zanichelli.

*Concetti di base*

Problemi, algoritmi e programmi
Architettura dei calcolatori
Linguaggi e Compilazione
Stile e convenzioni
I/O, variabili e costanti



*Operazioni*

Rappresentazione dell’informazione
Aritmetica binaria
Tipi di dato
Espressioni
Algebra booleana



*Strutture di controllo*

Selezione
Iterazione
Funzioni



*Strutture dati*

Array
Stringhe


*Concetti avanzati*

Ambienti di sviluppo integrati
Errori
Librerie


Il corso utilizza il linguaggio di programmazione C

A. Bellini, A. Guidi, "Linguaggio C. Una guida alla programmazione con elementi di Python", VI Edizione, McGraw-Hill.

*Concetti di base*

Problemi, algoritmi e programmi
Architettura dei calcolatori
Linguaggi e Compilazione
Stile e convenzioni
I/O, variabili e costanti

*Operazioni*

Rappresentazione dell’informazione
Aritmetica binaria
Tipi di dato
Espressioni
Algebra booleana

*Strutture di controllo*

Selezione
Iterazione
Funzioni

*Strutture dati*

Array
Stringhe

*Concetti avanzati*

Ambienti di sviluppo integrati
Errori
Librerie

Il corso utilizza il linguaggio di programmazione C

A. Bellini, A. Guidi, "Linguaggio C. Una guida alla programmazione con elementi di Python", VI Edizione, McGraw-Hill.

Programma
Al termine del corso, lo studente conosce i concetti fondamentali concernenti le tipologie e la rappresentazione degli assiemi e delle parti che compongono le macchine e gli impianti del settore meccanico, è capace di leggere ed elaborare disegni tecnici con attenzione alle soluzioni normalizzate e conosce la classificazione degli organi meccanici di prevalente impiego nel settore.
Il corso prevede lo svolgimento di lezioni frontali ed esercitazioni.

Contenuti
Strumenti convenzionali per il disegno. Linee e scritturazioni unificate. Scelta formati e scale. Costruzioni geometriche fondamentali. Il metodo delle proiezioni ortogonali. Vera forma di superfici piane. Intersezioni e sezioni piane.
Compenetrazione di solidi.
Proiezioni assonometriche oblique ed ortogonali. Costruzioni, numerazione dei disegni e dei documenti.
Norme e convenzioni nel disegno tecnico. Viste e sezioni. Criteri generali di quotatura. Disegni di insieme (complessivi) e disegni di particolare. Quotatura funzionale (cenni). Influenza dei metodi di produzione sul disegno e la quotatura dei pezzi. Quotatura di fabbricazione e controllo.
Sistema ISO di tolleranze. Tolleranze geometriche. Definizione ed indicazione della rugosità delle superfici.
Collegamenti. Filettature. Collegamenti albero-mozzo (linguette, chiavette, profili scanalati, anelli elastici, ecc.). Chiodature, rivettature, saldature. Incollaggi strutturali.
Articolazioni e guide. Guide al moto rettilineo. Guide al moto rotatorio (cuscinetti radenti e volventi). Sistemi di lubrificazione.
Trasmissioni meccaniche. Alberi, giunti, innesti, ruote di frizione, ruote dentate.

Testi/Bibliografia
CHIRONE, TORNINCASA, Disegno Tecnico Industriale, ed. Il Capitello, Torino.

1. Disegno meccanico nel processo di progettazione/produzione
• Introduzione al disegno meccanico, ruolo del disegno tecnico nel processo di progettazione/produzione;
• documentazione tecnica di prodotto, vocabolario, termini relativi ai disegni tecnici, generalità e tipi di disegno,
• riquadro delle iscrizioni, numeri di posizione e distinta componenti, scale, tipi grossezza ed applicazione delle linee, squadratura giacitura e piegatura dei fogli;
• rappresentazione di parti ed assiemi.
2. Norme ed unificazione
• Cenni storici e motivazione;
• Norme per il disegno tecnico.
3. Metodi di rappresentazione
• Proiezioni: proiezione di punti sul piano, fattore di deformazione, tipi di proiezione, proiezioni prospettiche, proiezioni assonometriche, proiezioni ortografiche;
• Proiezioni ortogonali: scelta e disposizione delle viste, metodi del primo e del terzo diedro, norme di esecuzione, viste particolari, viste locali, ribaltamenti, raccordi, convenzioni particolari di rappresentazione.
4. Sezioni
• Definizione di sezioni, principi generali, secondo un piano, secondo piani paralleli, secondo piani consecutivi, secondo superfici cilindriche, parziali, simmetriche, in luogo, successive, tratteggi, particolari da non sezionare.
5. Quotatura
• definizione e principi di quotatura;
• linee di misura e di riferimento e criteri di indicazione delle quote;
• convenzioni particolari di quotatura;
• sistemi di quotatura, quotatura funzionale, quotatura e tolleranze.
6. Rugosità̀, Tolleranze Dimensionali e Geometriche;
• definizione di Rugosità, parametri ed indicazione a disegno;
• Tolleranze Dimensionali, Tolleranze Generali, indicazioni a disegno;
• Tolleranze Geometriche; indicazioni a disegno;
• Principi fondamentali per l'attribuzione delle tolleranze.
7. Filettature e organi filettati;
• filettature normalizzate,
• definizioni, generalità, processi di ottenimento,
• filettature Withworth, filettature Gas,
• rappresentazione delle filettature, organi filettati (viti, dadi, prigionieri, ecc.).
8. Collegamenti meccanici
• collegamenti mediante organi filettati;
• collegamenti albero-mozzo;
• rappresentazione delle saldature;
• collegamenti permanenti ed elastici.
9. Trasferimento del moto
• Guide ed articolazioni;
• Cuscinetti radenti ed evolventi;
• articolazioni, guide, trasmissioni, riduttori.

• E. Chirone, S. Tornincasa, “DISEGNO TECNICO INDUSTRIALE”, Vol. 1 (Edizioni il Capitello);
• E. Chirone, S. Tornincasa, “DISEGNO TECNICO INDUSTRIALE”, Vol. 2 (Edizioni il Capitello);

Introduzione
- Grandezze fisiche e unità di misura
- Elementi di calcolo vettoriale

Cinematica del punto materiale
- Grandezze cinematiche nel moto rettilineo
- Moto rettilineo uniformemente accelerato
- Moto armonico semplice
- Cinematica nel piano e nello spazio
- Traiettoria del moto
- Componenti tangenziale e normale dell'accelerazione
- Moto parabolico
- Moto circolare
- Moti relativi

Dinamica del punto
- Principi della dinamica e leggi di Newton
- Quantità di moto e impulso
- Equilibrio e reazioni vincolari
- Forza gravitazionale
- Forza peso e moto dei gravi
- Azione dinamica delle forze
- Forze di attrito radente
- Piano inclinato
- Forza elastica e sistema massa-molla
- Tensione dei fili
- Applicazione ai moti circolari
- Forza di attrito viscoso
- Carica elettrica e forza di Coulomb
- Il pendolo semplice
- Sistemi di riferimento inerziali e non inerziali
- Forze d'inerzia

Lavoro ed energia
- Lavoro e potenza
- Lavoro di forza peso, forza elastica e di attrito radente
- Teorema del lavoro e dell'energia cinetica.
- Forze conservative. Energia potenziale
- Forze centrali
- Energia potenziale gravitazionale ed elettrostatica
- Legge di conservazione dell'energia meccanica.
- Condizioni di stabilità dell'equilibrio

Dinamica dei sistemi di punti materiali
- Sistemi di punti. Forze interne e forze esterne
- Prima equazione cardinale della dinamica dei sistemi
- Centro di massa e suo moto
- Legge di conservazione della quantità di moto
- Cenni ai fenomeni d'urto
- Momento della forza e momento angolare
- Seconda equazione cardinale della dinamica dei sistemi
- Legge di conservazione del momento angolare
- Teoremi di Koenig

Dinamica del corpo rigido
- Definizione di corpo rigido e sue proprietà
- Corpi continui. Densità e centro di massa
- Cinematica del corpo rigido. Velocità angolare
- Dinamica del corpo rigido. Rotazioni intorno a un asse fisso
- Momento d'inerzia
- Teorema di Huygens-Steiner
- Pendolo composto
- Moto di rotolamento
- Equazioni di equilibrio di un corpo rigido

Introduzione ai campi
- Campo gravitazionale e campo elettrico
- Teorema di Gauss
- Potenziale elettrostatico
- Forza di Lorentz e campo magnetico
- Correnti elettriche stazionarie
- Legge di Ohm

Termodinamica
- Cenni alla teoria cinetica dei gas perfetti
- Temperatura e pressione
- Sistemi e stati termodinamici
- Equilibrio termodinamico
- Lavoro meccanico e calore
- Primo principio della termodinamica
- Trasformazioni termodinamiche (adiabatiche, reversibili, irreversibili)
- Capacità termica e calore specifico
- Legge di stato dei gas perfetti
- Calori specifici dei gas perfetti
- Trasformazioni cicliche e ciclo di Carnot
- Secondo principio della termodinamica
- Teorema di Carnot
- Teorema di Clausius
- Entropia

- P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, “Elementi di Fisica. Vol. I: Meccanica – Termodinamica”, terza edizione, Edises
- Materiale a cura dei docenti

Struttura atomica: orbitali atomici, atomi polielettronici e sistema periodico; legami chimici (covalente, dativo, ionico, a elettroni delocalizzati e metallico).
Relazioni ponderali nelle reazioni chimiche; redox e numero di ossidazione
Solidi: solidi metallici, ionici, molecolari e covalenti.
Gas: legge del gas perfetto, pressioni parziali
Termodinamica. Primo principio: concetti base (lavoro, calore, energia), funzioni di stato energia interna e entalpia, calori specifici. Secondo principo. Entropia: definizione classica ed interpretazione statistica, trasformazioni irreversibili, spontaneità delle trasformazioni (condizioni di equilibrio).
Stato liquido, passaggi di stato e diagrammi di stato
Equilibrio chimico: costante e leggi dell'equilibrio
Proprietà delle soluzioni: misure di concentrazione, legge di Raoult e distillazione, proprieta' colligative, elettroliti.
Soluzioni di elettroliti forti e deboli. Acidi e Basi, pH; idrolisi salina; soluzioni tampone.
Elettrochimica: cenni

Testi indicati a lezione
Slide del corso sul sito moodle

Introduzione al mondo dei materiali
- Richiami storici, evoluzione dei materiali, uno sguardo al loro interno e un cenno alle trasformazioni
- Proprietà e prestazioni dei componenti
Proprietà di base e comportamento elastico
- Proprietà intrinseche
- Proprietà estrinseche
- Sistemi di sollecitazione meccanica: corpo rigido, corpo deformabile, meccanica del continuo; elasticità lineare, legge di Hooke, comportamento elastico del solido isotropo
Composizione e struttura della materia a diverse scale dimensionali
- Composizione: molecola, legame chimico, curve di Condon-Morse; materiali ionici, materiali molecolari
- Origine termodinamica dell’elasticità
- Strutture: amorfe e cristalline, reticoli di Bravais e indici di Miller
- Difetti nei solidi cristallini: reticolari di punto, di linea e di superficie
Comportamento meccanico dei materiali
- Influenza di T e t sul comportamento meccanico in funzione della natura del materiale
- Sollecitazioni statiche a trazione a bassa T: curva sforzo-deformazione (campo elastico, campo plastico, punti critici)
- Proprietà meccaniche: duttilità, durezza, fragilità, resilienza e tenacità (tecniche di misura delle proprietà)
- Meccanica della frattura: teoria energetica di Griffith, fattore di intensificazione degli sforzi, tenacità a frattura
- Sollecitazioni dinamiche: fatica, curva di Wohler, legge di Paris-Erdogan
Sistemi mono e plurifasici
- Termodinamica dei sistemi: Termodinamica degli stati condensati, concetti di base, primo principio, secondo principio, condizioni di equilibrio, stati di non equilibrio, I e II principio insieme, funzioni di stato caratteristiche
- solubilità allo stato solido: curve di raffreddamento di sistemi ad un componente, stato di aggregazione, regole di Hume-Rothery, soluzioni solide, fase
- dipendenza della solubilità da composizione, temperatura e pressione: regola di Gibbs e della leva, energia di Gibbs, curve di Gibbs, equilibri delle fasi nei sistemi binari
- trasformazioni di fase allo stato solido: meccanismi di diffusione, energia di attivazione e leggi di Fick
- cinetiche di solidificazione e microstrutture: nucleazione e accrescimento, principali trasformazioni termodinamiche, microstrutture
Introduzione alle principali classi di materiali metallici
- Leghe a base ferro: classificazione acciai e ghise, principali diagrammi di fase, classificazione trattamenti termici specifici; acciai speciali, inossidabili e applicazioni.
- Leghe di Titanio: proprietà, processi – applicazioni
- Leghe di alluminio: proprietà, processi – applicazioni
Introduzione alle principali classi di materiali non metallici
- Polimeri e compositi a matrice polimerica: proprietà, processi, applicazioni
- Ceramici: proprietà, processi, cenni alla statistica di Weibull – applicazioni
Richiami, complementi, approfondimenti ed esercitazioni numeriche previste per ogni argomento.

W.D. Callister, Scienza e Ingegneria dei Materiali
Scienza e tecnologie dei metalli - CittàStudi Edizioni
Esercitazioni: su dispense del docente e su Moodle
Slide proiettate a lezione: in pdf su Moodle
Dispense online sul sito Teams del gruppo
Gestione del corso: http://moodle.ing.uniroma3.it/

INTRODUZIONE

RICHIAMI UNITÀ DI MISURA

1. TRASMISSIONE DEL CALORE

1) Conduzione
Conduzione: fenomenologia della conduzione; generalità sui campi termici; Postulato di Fourier. Equazione di Fourier, in coordinate cartesiane e cilindriche, con e senza sviluppo interno di calore. Esempi di soluzioni esatte: lastra piana e strato cilindrico in regime stazionario. Cenni sull’adduzione sulle facce limite. La similitudine elettrica.Raggio critico di isolante. Esempio di regime variabile: Regime periodico stabilizzato in un mezzo semi-infinito

2) Convezione
Definizione. Convezione naturale e convezione forzata. Schematizzazione del fenomeno. Definizione del coefficiente di scambio termico. Analisi dimensionale. Teorema di Buckingham. Metodo degli indici. Determinazione delle variabili dimensionali caratteristiche del trasporto termico. Applicazioni.

3) Irraggiamento
Legge di Kirchhoff. Legge di Planck, di Stefan-Boltzmann e di Wien. Corpi grigi. Applicazioni.

4) Fenomeni complessi
Trasmissione del calore per adduzione. Applicazioni.


2. TERMODINAMICA APPLICATA

1) Sistemi termodinamici
Cenni storici. Equilibrio termodinamico. Lavoro di un sistema chiuso. Concetto di temperatura.

2) Primo principio
Conversione e trasformazione dell’energia: formulazione del primo principio. Energia interna. Calore specifico.

3) Secondo principio
Enunciati del secondo principio. Ciclo di Carnot. Teorema di Carnot. Scala termodinamica della temperatura. Entropia. Trasformazione reversibile ed irreversibile.


4) Cicli termodinamici
Ciclo delle turbine a vapore (Rankine). Ciclo della macchina frigorifera a compressione di vapor saturo.

5) Termodinamica dell’aria
Miscugli gassosi. Aria umida. Umidità assoluta e relativa. Temperatura di rugiada. Entalpia associata. Diagramma di Mollier. Trasformazione dell’aria umida. Psicrometro.
Scambi energetici tra uomo e ambiente. Benessere termoigrometrico. Equazioni del benessere. Indici di comfort termico: temperature effettive, PMV, PPD.

6) Qualità e trattamenti dell’aria
La qualità dell’aria negli ambienti confinanti. Impianti di riscaldamento (cenni) Impianti di climatizzazione (cenni) Impianti di condizionamento:impianti a tutt’aria (cenni). Impianti misti (cenni).


3. ACUSTICA APPLICATA

1) Definizioni, grandezze fisiche fondamentali, campi sonori e propagazione di onde acustiche. Sorgenti sonore e loro tipologie. Caratterizzazione dello stimolo. Scala dei decibel

2) L’organo uditivo e le grandezze psicofisiche. Audiogramma normale e scala di phon.

3) Acustica dei suoni desiderati: modi propri di una sala, tempo di riverberazione, indici di qualità di una sala, trattamenti acustici.

4) Acustica dei rumori indesiderati: caratterizzazione del fenomeno, indici di valutazione, legislazione vigente.

5) Metodi di misura: descrizione della strumentazione utilizzabile e delle metodologie di misura, legislazione vigente.

4. ILLUMINOTECNICA

1) Definizioni, grandezze fisiche fondamentali, leggi fondamentali dell’irraggiamento. Caratterizzazione dello stimolo.

2) L’organo visivo e le grandezze psicofisiche. Fotometria e principi di colorimetria.

3) Metodi di misura delle grandezze fotometriche: descrizione della strumentazione utilizzabile e delle metodologie di misura.

4) Sorgenti luminose artificiali: lampade ad incandescenza, lampade a scarica, Led

5) Apparecchi illuminanti: caratteristiche e funzionamento. Curve fotometriche e loro costruzione.

6) Tecnica di illuminazione artificiale: illuminazione di interni, illuminazioni di esterni. Equilibri di luminanze. Principi di progettazione e legislazione vigente.

1. Yunus A. Çengel, “Termodinamica e trasmissione del calore”, McGraw-Hill Education (testo base in versione completa con compendio di Acustica ed Illuminotecnica)
2. Michael Moran et al., “Elementi di Fisica Tecnica per l’Ingegneria”, McGraw-Hill (per consultazione ed approfondimento)
3. Dispense del corso

Termodinamica

Concetti fondamentali: grandezze fisiche e unità di misura, sistemi chiusi e aperti, forme di energia, proprietà di un sistema termodinamico, trasformazioni e cicli termodinamici, temperatura e principio zero della termodinamica, pressione.
Primo principio della termodinamica: scambi di energia con l’esterno, primo principio per sistemi chiusi, lavoro di variazione di volume, primo principio per sistemi aperti, principi di conservazione della massa e dell’energia, lavoro di pulsione, entalpia, conservazione dell’energia per sistemi aperti a flusso stazionario.
Proprietà delle sostanze: sostanze pure, capacità termica e calori specifici, fasi di una sostanza, cambiamenti di fase delle sostanze pure, diagrammi di stato per trasformazioni con cambiamento di fase, equazione di stato dei gas perfetti, trasformazioni di stato dei gas ideali.
Secondo principio della termodinamica: enunciati del secondo principio della termodinamica, motori termici, macchine frigorifere e pompe di calore, trasformazioni reversibili e irreversibili, ciclo di Carnot, entropia.
Psicrometria: aria secca e aria atmosferica, umidità assoluta e umidità relativa, temperatura di rugiada, diagramma psicrometrico, condizionamento dell’aria, trasformazioni per il condizionamento dell’aria.

Trasmissione del calore

Conduzione termica in regime stazionario: postulato di Fourier, analogia con il flusso elettrico, conducibilità termica, conduzione monodimensionale in geometrie semplici, pareti piane multistrato, geometrie cilindriche, raggio critico di isolamento.
Convezione forzata e naturale: introduzione, numeri adimensionali, classificazione del moto dei fluidi, strato limite di velocità e temperatura, convezione naturale su superfici.
Irraggiamento: introduzione, radiazione termica, radiazione di corpo nero, proprietà radiative, fattori di vista, trasmissione del calore per irraggiamento tra superfici nere e grigie diffondenti, schermi di radiazione.
Applicazioni: trasmittanza e conduttanza termica di pareti, raggio critico di isolamento.
Scambiatori di calore.

Acustica

Grandezze acustiche e campi sonori: generalità, pressione sonora e livello di pressione sonora, potenza sonora e livello di potenza sonora, intensità sonora e livello di intensità sonora, cenni di acustica psicofisica, audiogramma normale, curve di ponderazione.
Propagazione in campo libero e in ambiente confinato: comportamento dei materiali sottoposti a sollecitazioni sonore, materiali fonoassorbenti e fonoisolanti, potere fonoisolante, isolamento acustico, teoria di Sabine.

Materiale didattico fornito dal docente

Yunus A. Çengel, Giuliano Dall'Ò, Luca Sarto, “Fisica tecnica ambientale. Con elementi di acustica e illuminotecnica”, McGraw-Hill Education

Yunus A. Çengel, “Termodinamica e trasmissione del calore”, McGraw-Hill Education (testo base in versione completa con compendio di Acustica ed Illuminotecnica)

Fabio Polonara, Gianni Cesini, Gianni Latini, “Fisica tecnica”, CittàStudi (per approfondimenti)

Equazioni differenziali lineari del primo ordine. Equazioni differenziali generali del primo ordine. Problema di cauchy. Esistenza e unicità locale. Equazioni a variabili separabili. Sistemi di equazioni del primo ordine: soluzioni linearmente indipendenti e determinante wronskiano. Metodo delle variazione delle costanti. Equazioni differenziali a coefficienti costanti e polinomio caratteristico. Sistemi di equazioni lineari con matrice dei coefficienti costanti. Esponenziale di matrice e calcolo nel caso di matrici diagonalizzabili. Alcune equazioni differenziali notevoli: equazione di Eulero ed equazione di Bernouilli.

Norma e distanza in R^n. Funzioni in più variabili. Funzioni continue e teorema di Weierstrass.
Derivate parziali, derivate direzionali e gradiente. Funzioni di classe C^1 e C^2. Derivate successive, matrice hessiana e teorema di Schwarz. Derivazione di funzioni composte. Sviluppo di Taylor. Massimi e minimi locali.
Metodo dei moltiplicatori di Lagrange per il calcolo di massimi e minimi locali.

Integrazione secondo Riemann e misura di Peano-Jordan. Integrazione di funzioni continue, formula di riduzione e integrali iterati; calcolo di aree e volumi. Cambiamento di variabili negli integrali e matrice jacobiana: coordinate polari, cilindriche, sferiche. Integrale gaussiano.

Curve in R^n: parametrizzazione, curve equivalenti, verso e lunghezza di una curva; integrali curvilinei di una funzione scalare. Lavoro e integrali curvilinei di un campo vettoriale. Superfici regolali in R^3: area di una superficie e integrali su superfici.

Teoria: Bertsch, Dal Passo, Giacomelli, Analisi Matematica , McGraw Hill, II edizione
Esercizi: Marcellini, Sbordone, Esercitazioni di Analisi Matematica Due (vol. I e vol. II), Zanichelli ed.

Equazioni differenziali lineari del primo ordine. Equazioni differenziali generali del primo ordine. Problema di cauchy. Esistenza e unicità locale. Equazioni a variabili separabili. Sistemi di equazioni del primo ordine: soluzioni linearmente indipendenti e determinante wronskiano. Metodo delle variazione delle costanti. Equazioni differenziali a coefficienti costanti e polinomio caratteristico. Sistemi di equazioni lineari con matrice dei coefficienti costanti. Esponenziale di matrice e calcolo nel caso di matrici diagonalizzabili. Alcune equazioni differenziali notevoli: equazione di Eulero ed equazione di Bernouilli.

Norma e distanza in R^n. Funzioni in più variabili. Funzioni continue e teorema di Weierstrass.
Derivate parziali, derivate direzionali e gradiente. Funzioni di classe C^1 e C^2. Derivate successive, matrice hessiana e teorema di Schwarz. Derivazione di funzioni composte. Sviluppo di Taylor. Massimi e minimi locali.
Metodo dei moltiplicatori di Lagrange per il calcolo di massimi e minimi locali.

Integrazione secondo Riemann e misura di Peano-Jordan. Integrazione di funzioni continue, formula di riduzione e integrali iterati; calcolo di aree e volumi. Cambiamento di variabili negli integrali e matrice jacobiana: coordinate polari, cilindriche, sferiche. Integrale gaussiano.

Curve in R^n: parametrizzazione, curve equivalenti, verso e lunghezza di una curva; integrali curvilinei di una funzione scalare. Lavoro e integrali curvilinei di un campo vettoriale. Superfici regolali in R^3: area di una superficie e integrali su superfici.

Teoria: Bertsch, Dal Passo, Giacomelli, Analisi Matematica , McGraw Hill, II edizione
Esercizi: Marcellini, Sbordone, Esercitazioni di Analisi Matematica Due (vol. I e vol. II), Zanichelli ed.

Il Decreto Legislativo del Governo 81/2008 (Tit. I) come legislazione di base in materia di sicurezza e salute sul lavoro. Il DVR (Documento valutazione dei rischi, art. 28) e l'art. 30, come strumenti della progettazione del Sistema di Gestione Aziendale in materia di Salute e Sicurezza (SGSS). Il SGSS e la conformità legislativa (D. Lgs. Gov. 81.08), il miglioramento continuo e il principio “PDCA” della ruota di Deming. Formazione, consapevolezza e competenza. La consultazione e la comunicazione. Controllo operativo. Preparazione alle emergenze e risposta. Performance di Sistema, misurazione, monitoraggio, audit e miglioramento.
Le normative europee e la loro valenza; le norme di buona tecnica; le Direttive di prodotto. ISO 45001:2018 e l’implementazione del SGSS quale strumento efficace per ridurre i rischi associati alla salute e sicurezza nell'ambiente di lavoro per dipendenti, clienti, parti interessate. Dati e studi di casi. Applicazioni.
La legislazione specifica in materia di salute e sicurezza nei cantieri e nei lavori in quota, le figure interessate, gli Organi Competenti e la disciplina sanzionatoria (Tit. IV D. Lgs. 81/08). La Legge quadro in materia di lavori pubblici.
Tecniche di valutazione del rischio. Approfondimenti su Check List Analysis, JSA, FAST (Metodo degli spazi funzionali), tecniche HAZOP, FMEA, FTA. Applicazioni e casi di studio.
Esercitazioni sulla applicazione dei Requisiti della ISO 45001 a casi specifici connessi a cantieri mobili e temporanei. Metodi di Audit di sistema e valutazione della conformità. Il metodo della “Produttoria” come strumento di valutazione della conformità.
Casi di studio, sentenze in materia di applicazione della Legislazione di Sicurezza.
Letteratura e interpretazione delle cause incidentali per eventi storici.
Sicurezza e organizzazione dei cantieri (anche relativamente agli obblighi documentali); trattazione specifica dei rischi per la salute e per la sicurezza in cantiere (malattie professionali, scavi, demolizioni, opere in sotterraneo e in galleria, rumore, vibrazioni, bonifiche ambientali, amianto, movimentazione manuale di carichi (MMdC), incendio, etc.); misure di prevenzione e protezione, procedure organizzative, tecniche di prevenzione del rischio in fase di montaggio, smontaggio e posa in opera di strutture, mezzi ed elementi costruttivi; il rischio caduta dall’alto, i ponteggi e le opere provvisionali.
Approfondimenti sulla malattie professionali connesse ai lavori svolti in cantieri mobili e temporanei;
Agenti materiali da infortunio, metodi di valutazione delle esposizioni. Applicazioni pratiche. Le tecniche NIOSH e OCRA per la valutazione dei rischi da MMdC e sovraccarico biomeccanico degli arti superiori.
Valutazione del rischio rumore e vibrazioni: esercitazioni ed applicazioni; il rischio amianto, le tecniche di bonifica/demolizione/trattamento in sicurezza dei MCA.
Ponteggi ed opere provvisionali, tecniche di costruzione e gestione in sicurezza. Casi di studio.

Dispense, testi, leggi di riferimento distribuiti in aula dal docente

Il Decreto Legislativo del Governo 81/2008 (Tit. I) e il BS OHSAS 18001:07, come legislazione di base in materia di sicurezza e salute sul lavoro. Il DVR (Documento valutazione dei rischi, art. 28) e l'art. 30, come strumenti della progettazione del Sistema di Gestione Aziendale in materia di Salute e Sicurezza (SGSS). Il SGSS e la conformità legislativa (D. Lgs. Gov. 81.08), il miglioramento continuo e il principio “PDCA” della ruota di Deming. Formazione, consapevolezza e competenza. La consultazione e la comunicazione. Controllo operativo. Preparazione alle emergenze e risposta. Performance di Sistema, misurazione, monitoraggio, audit e miglioramento.
Le normative europee e la loro valenza; le norme di buona tecnica; le Direttive di prodotto. Il BS OHSAS 18001:07 e l’implementazione del SGSS quale strumento efficace per ridurre i rischi associati alla salute e sicurezza nell'ambiente di lavoro per dipendenti, clienti, parti interessate. Dati e studi di casi. Applicazioni.
La legislazione specifica in materia di salute e sicurezza nei cantieri e nei lavori in quota, le figure interessate, gli Organi Competenti e la disciplina sanzionatoria (Tit. IV D. Lgs. 81/08). La Legge quadro in materia di lavori pubblici.
Tecniche di valutazione del rischio. Approfondimenti su Check List Analysis, JSA, FAST (Metodo degli spazi funzionali), tecniche HAZOP, FMEA, FTA. Applicazioni e casi di studio.
Esercitazioni sulla applicazione dei Requisiti della Norma BS OHSAS a casi specifici connessi a cantieri mobili e temporanei. Metodi di Audit di sistema e valutazione della conformità. Il metodo della “Produttoria” come strumento di valutazione della conformità.
Casi di studio, sentenze in materia di applicazione della Legislazione di Sicurezza.
Letteratura e interpretazione delle cause incidentali per eventi storici.
Sicurezza e organizzazione dei cantieri (anche relativamente agli obblighi documentali); trattazione specifica dei rischi per la salute e per la sicurezza in cantiere (malattie professionali, scavi, demolizioni, opere in sotterraneo e in galleria, rumore, vibrazioni, bonifiche ambientali, amianto, movimentazione manuale di carichi (MMdC), incendio, etc.); misure di prevenzione e protezione, procedure organizzative, tecniche di prevenzione del rischio in fase di montaggio, smontaggio e posa in opera di strutture, mezzi ed elementi costruttivi; il rischio caduta dall’alto, i ponteggi e le opere provvisionali.
Approfondimenti sulla malattie professionali connesse ai lavori svolti in cantieri mobili e temporanei;
Agenti materiali da infortunio, metodi di valutazione delle esposizioni. Applicazioni pratiche. Le tecniche NIOSH e OCRA per la valutazione dei rischi da MMdC e sovraccarico biomeccanico degli arti superiori.
Valutazione del rischio rumore e vibrazioni: esercitazioni ed applicazioni; il rischio amianto, le tecniche di bonifica/demolizione/trattamento in sicurezza dei MCA.
Ponteggi ed opere provvisionali, tecniche di costruzione e gestione in sicurezza. Casi di studio.
Il piano di sicurezza e coordinamento (contenuti, criteri e metodi, esempi e progetto); il piano sostitutivo di sicurezza; tecniche di comunicazione e cooperazione; il Piano operativo di sicurezza e il Fascicolo dell’opera; metodi di elaborazione del Pi.M.U.S. (Piano di Montaggio, Uso, Smontaggio dei ponteggi); criteri metodologici per elaborazione e gestione della documentazione; stima dei costi della sicurezza in cantiere.
Esempi di PSC, l’analisi dei rischi di area, l’analisi e la valutazione delle interferenze, l’importanza della pianificazione e della organizzazione; esercitazioni e applicazioni.
Stesura dei Piani operativi di sicurezza (POS): significato pratico e differenze con i DVR ex art. 28, la valutazione dei rischi da interferenza e differenze con il DUVRI (art. 26 D. Lgs. 81/08); esercitazioni e casi di studio.
Esempi di Piani Sostitutivi di Sicurezza (PSS); esempi di Fascicoli e applicazioni pratiche basate sulla redazione di specifici PSC; sentenze e sanzioni in materia di sicurezza dei cantieri; simulazioni di ruolo (Coordinatore).

Dispense e testi distribuiti in aula dal docente

Unità didattica I - Strumenti e metodi di base per l’analisi di problemi di meccanica classica
Elementi di algebra vettoriale
Operazioni fondamentali e proprietà dei vettori
Sistemi di vettori applicati
Matrice di rotazione
Equazioni differenziali omogenee a coefficienti costanti
Equazioni differenziali ordinarie a coefficienti costanti non omogenee
Cenni sull’analisi spettrale di matrici simmetriche, autovalori e autovettori
Diagonalizzazione di matrici simmetriche
Campi vettoriali conservativi, potenziali, irrotazionali

Unità didattica II - Meccanica del punto materiale
Caratteri fondamentali del moto di un elemento
Classificazione generale di problemi di dinamica del punto materiale
Dinamica dell’elemento vincolato
Oscillatore smorzato
Lavoro, potenza ed energia
Equilibrio e stabilità

Unità didattica III - Meccanica dei sistemi di punti materiali
Forze interne e terza legge di Newton
Equazione di conservazione della quantità di moto
Equazione di conservazione del momento della quantità di moto
Energia cinetica di sistemi particellari: teorema di Koenig

Unità didattica IV - Atto di moto rigido e sistemi di riferimento in moto
Cinematica 2D: moti piani di un corpo rigido
Cinematica 3D: Moti tridimensionali di un corpo rigido
Equazioni della dinamica in sistemi non inerziali
Cinematica relativa
Dinamica relativa: le forze apparenti
Derivata di un vettore in sistemi di riferimento mobili
Trasformazioni tra riferimenti in moto relativo. Derivata temporale di R

Unità didattica V - Dinamica e statica del corpo rigido
Dinamica del corpo rigido
Equazioni cardinali della dinamica
Matrice di inerzia
Ellissoide d’inerzia
Teoremi energetici per il corpo rigido
Equazioni di Eulero
Momenti centrali di figure elementari
Dinamica bidimensionale
Teorema di Koenig
Moto di rotazione attorno agli assi centrali e giroscopi
Moti di precessione
Statica del corpo rigido
Sollecitazioni equivalenti
Asse centrale dello stato di sollecitazione
Stati di sollecitazione piana
Reazioni vincolari
Metodi grafici di analisi statica

Unità didatica VI – Elementi di Meccanica Lagrangiana

• Dispense a cura del docente
• Esercizi risolti a cura del docente

Richiami sui Circuiti in Regime Continuo
Richiami su Circuiti Resistivi: legge di Ohm generalizzata, I° e II° principio di Kirchhoff, collegamento in serie e in parallelo di resistenze, trasformazioni stella-triangolo e triangolo-stella, teorema di Millman, teorema di Thevenin, teorema di Norton, potenza e energia, legge di Joule, bilancio delle potenze. Richiami su Campo Elettrico: capacità di un condensatore piano, transitori di carica e scarica di un condensatore, collegamento di condensatori in serie e parallelo, energia del campo elettrico. Richiami su Campo magnetico: flusso e induzione, induttanza, transitori di carica e scarica di un induttore, energia del campo magnetico, mutua induzione, forze elettromagnetiche, forze elettrodinamiche, curva di magnetizzazione, isteresi magnetica, correnti parassite, forza magneto-motrice, riluttanza.

Circuiti Monofase in Regime Sinusoidale
Generalità sulla corrente alternata e sua rappresentazione: relazione di fase, somma e differenza, valore efficace e valore medio, rappresentazione simbolica, circuiti R-L, circuiti R-C, collegamento di impedenze in serie e in parallelo, ammettenza, circuiti risonanti. Potenze: potenza istantanea e potenza attiva, potenza reattiva, potenza apparente, fattore di potenza, metodo delle potenze. Caduta di tensione su una linea monofase. Rifasamento.

Circuiti Trifase in Regime Sinusoidale
Generalità sui sistemi trifase, collegamento a stella, collegamento a triangolo. Potenza elettrica, metodo delle potenze. Caduta di tensione su una linea trifase. Rifasamento nei sistemi trifase.

Strumenti e Metodi di Misura delle Grandezze Elettriche
Strumenti e metodi per la misura di corrente, tensione, potenza attiva, fattore di potenza e energia nei circuiti monofase e trifase.

Trasformatore
Circuiti mutuamente accoppiati, trasformatore ideale, trasformatore reale, proprietà dei materiali magnetici, caratteristiche costruttive, circuito equivalente, trasformatore trifase, perdite e rendimento, prove di caratterizzazione dei trasformatori, variazione della tensione da funzionamento a vuoto a funzionamento a carico, funzionamento di trasformatori in parallelo, cenni sull’autotrasformatore.

Campo Magnetico Rotante e Macchina a Induzione
Teoria del campo magnetico rotante, principio di funzionamento e caratteristiche costruttive, circuito equivalente, perdite e rendimento, prove di caratterizzazione di una macchina a induzione, espressione della coppia e caratteristica meccanica.

Macchina Sincrona
Cenni su principio di funzionamento e reazione di indotto, circuito equivalente di Behn Eschemburg, espressione della coppia e caratteristica meccanica, cenni su perdite e rendimento, manovra di parallelo di un generatore sincrono e regolazione del carico.

Impianti Elettrici Industriali
Componenti e sistemi utilizzati negli impianti di generazione, trasporto e distribuzione della potenza elettrica; protezione dalle sovratensioni e dalle sovracorrenti; cabine di distribuzione in bt; impianti di rifasamento; dimensionamento di impianti utilizzatori in b.t.; selettività e coordinamento dei dispositivi di protezione.
Effetti della corrente elettrica sul corpo umano; impianti di messa a terra; sicurezza degli impianti elettrici e apparecchiature per la protezione dai contatti indiretti.

Testi Consigliati
 G. Chitarin, F. Gnesotto, M. Guarnieri, A. Maschio, A. Stella - Elettrotecnica, 1 - Principi - Società Editrice Esculapio
 G. Chitarin, F. Gnesotto, M. Guarnieri, A. Maschio, A. Stella - Elettrotecnica, 2 - Applicazioni - Società Editrice Esculapio
 F. Iliceto, S. Rosati - Impianti di distribuzione dell'energia elettrica - Edizioni Efesto
 Materiale di Integrazione, Esercitazioni ed Esercizi d’esame. - http://moodle1.ing.uniroma3.it

PROGRAMMA DELL’INSEGNAMENTO

“ECONOMIA DEI SISTEMI PRODUTTIVI”

CONTENUTI DEL CORSO
Introduzione - La scienza economica e il mercato
Prima parte - Microeconomia
Seconda parte - Introduzione al sistema impresa
Terza parte – Gestione della produzione
Quarta parte – Comparative Business Government-relations: Analisi degli investimenti e Project Financing


PROGRAMMA ESTESO

INTRODUZIONE
LA SCIENZA ECONOMICA E IL MERCATO
La scienza economica
- Economia applicata alla Ingegneria (EAI)
- Il problema economico
- Le diverse discipline economiche e l'economia industriale
- Microeconomia e Macroeconomia
- L’analisi delle questioni economiche
Le forme di mercato
- Il grado di concorrenza
- Concorrenza perfetta
- Monopolio
- Concorrenza monopolistica
- Oligopolio
- Discriminazioni di prezzo
- Teoria dei giochi
- Fallimenti di mercato e intervento pubblico

PRIMA PARTE - MICROECONOMIA
Il Modello domanda-offerta
- Il mercato
- La domanda e l’offerta di mercato
- La determinazione del prezzo
- L’equilibrio di mercato
- L’elasticità della domanda e dell’offerta
La Teoria del consumatore
- Le preferenze del consumatore
- Il vincolo di bilancio
- L’Utilità marginale
- La funzione di utilità
- L'equilibrio del consumatore
La produzione: costi, ricavi e profitto
- La funzione di produzione
- I costi di breve periodo
- I costi di lungo periodo
- I ricavi
- La massimizzazione del profitto
- L'equilibrio del produttore

SECONDA PARTE - INTRODUZIONE AL SISTEMA IMPRESA
L’impresa
- L’azienda come istituto economico
- Caratteri generali: oggetto dell’azienda e soggetti dell’azienda (“soggetto giuridico” e “soggetto economico”)
- Tipologie di azienda
- L’impresa nei suoi più generali caratteri economici
- I fini dell’impresa, l’equilibrio economico come fondamentale condizione di vita dell’impresa, l’equilibrio economico e l’economicità
- Organizzazione Aziendale
- Strategia Aziendale

TERZA PARTE – GESTIONE DELLA PRODUZIONE
- Operation supply chain management (OSCM)
- Processo di sviluppo del prodotto
- Business process redesign (BPR)
- Misurazione delle performance dei processi
- Totali quality management
- Strategie di pianificazione e gestione della capacità produttiva

QUARTA PARTE - COMPARATIVE BUSINESS-GOVERNMENT RELATIONS: ANALISI DEGLI INVESTIMENTI E PROJECT FINANCING
Analisi degli investimenti
- Scelte e principi di equivalenza e sistemi di scelta
- Capitale e Interessi: Attualizzazione e capitalizzazione
- Investimenti e inflazione
- Profitto e redditività nelle scelte di investimento
Project financing
- Public private partnership
- Definizioni, caratteristiche e stakeholder coinvolti
- I modelli di project financing e la gestione dei rischi
- I settori, la tipologia delle opere e la sostenibilità economico-finanziaria
- L’analisi del progetto: test di viabilità, analisi economico-finanziaria ed indicatori
- La redditività nella finanza di progetto
- Cenni alla Finanza etica e ai modelli di finanza non-convenzionale
- Riferimenti normativi

Materiali didattici di riferimento
- Slide a cura del docente

Seminari esterni Esperti di Settore

Slide e dispense a cura del docente

La varietà dei meccanismi nelle applicazioni. Prime definizioni. Gradi di libertà. Classificazione delle coppie cinematiche. Catene cinematiche e meccanismi. Elementi di analisi cinematica. Moti rigidi piani, campo delle velocità e campo delle accelerazioni. Analisi cinematica dei meccanismi piani. Moti piani infinitesimi. Circonferenza dei flessi e di stazionarietà. Formula di Euler Savary. Polari del moto. Profili coniugati e metodi di costruzione. Giunti di trasmissione. Giunto di Oldham. Giunto di Cardano. Espressione del rapporto di trasmissione. Doppio giunto cardanico. Parallelogramma ed antiparallelogramma, tecnigrafo, pantografo. Inversori: di Hart e di Peaucellier. Equazioni cardinali della statica. Principio di disgregazione. Disgregazione di sottoelementi complessi. Teorema dei lavori virtuali e sua applicazione per i meccanismi ideali. Analisi dell’equilibrio nei meccanismi. Elementi di tribologia. Analisi e caratterizzazione delle superfici. Attrito. Formule di Hertz. Coefficiente di attrito approssimato nell’ipotesi di usura adesiva. Meccanismi di usura (abrasione, erosione, fretting e corrosione, fatica superficiale). Classificazione fenomenologia dell’usura (scuffing, scoring, spalling, case crushing, pitting, galling). Modelli per il calcolo dell’usura. Modello energetico del Reye. Modello di Archard. Introduzione alla lubrificazione. Lubrificanti e additivi. Cuscinetti Volventi. Calcolo statico cuscinetti portanti, deduzione della formula di Stribeck. Calcolo a fatica. Viscosità. Legge del Petroff. Indice di viscosità, V.I. Teoria monodimensionale del Reynolds. Meato costante a tratti (cuscinetti a gradino). Meato ad altezza variabile linearmente. Cuscinetti Michell: problema diretto e inverso. Lubrificazione idrostatica della coppia rotoidale spingente. Compensazione idrostatica. Coppia portante lubrificata idrodinamicamente. Lavoro ed energia. Equazione del bilancio energetico in una macchina. Regime assoluto e periodico. Rendimento. Moto retrogrado ed arresto spontaneo. Condizioni per l’arresto spontaneo. Dinamica dell’elemento. Dinamica del corpo rigido: equazioni cardinali generali. Sollecitazioni di inerzia e riformulazione delle equazioni cardinali. Applicazione del Principio dei lavori virtuali esteso alla dinamica. Problemi di dinamica dei sistemi di corpi rigidi: problema dinamico diretto e inverso. Ruote di frizione. Ruote dentate con profili ad evolvente: angolo caratteristico, passo, modulo e proporzionamento modulare, spessore del dente e vano. Arco di accesso e di recesso, arco di azione, fattore di ricoprimento. Il problema dell’interferenza nelle ruote dentate. I mezzi per ovviare al problema dell’interferenza. Il problema del sottotaglio. Metodi analitici e numerici di analisi cinematica. Analisi dinamica con i moltiplicatori di Lagrange (nel piano). Metodo del partizionamento delle coordinate sovrabbondanti. Oscillazioni meccaniche nei sistemi elastici riconducibili a sistemi a parametri concentrati. Oscillatore armonico libero non smorzato. Metodo del Rayleigh. Sua applicazione a caso dell’oscillatore libero non smorzato e ad altri sistemi. Oscillatore armonico libero smorzato. Vibrazioni forzate e smorzate. Organi di regolazione: dimensionamento del volano. Velocità critiche flessionali ad un g.d.l. Rigidezza flessionale di un albero. Caso particolare di rilevazione delle freccia nella sezione di applicazione del carico. Momento d’inerzia di figura della sezione circolare. Alberi in rotazione. Fenomeno dell’autocentramento. Caso di eccentricità nulla, condizione dell’equilibrio. Cenno sulle vibrazioni dei sistemi a parametri concentrati con n gradi di libertà. Pulsazioni torsionali. Freni. Freni ad accostamento rigido: impuntamento. Freni ad accostamento libero: parzializzazione del pattino. Camme. Dinamica (problema del distacco). Tribologia (lubrificazione ed usura). Diagramma delle alzate, piastra di traslazione equivalente: con cedente a coltello. Costruzione per inviluppo nel caso della punteria a rullo deviata. Camma ad accelerazione costante.Esercitazioni. Analisi cinematica del primo ordine del manovellismo. Determinazione delle polari del primo ordine. Analisi cinematica del secondo ordine del manovellismo. Analisi cinematica del quadrilatero articolato. Esercizi di statica risolti mediante il principio di disgregazione e con il teorema dei lavori virtuali. Problema dinamico diretto per una massa localizzata. Lubrificazione. Cuscinetti Michell. Lubrificazione. Coppia rotoidale portante. Calcolo del rendimento di meccanismi in regime assoluto, mediante formula pratiche. Evolvente e cicloide. Metodi analitici di analisi cinematica. Metodi di analisi cinematica mediante equazioni di vincolo. Geometria delle ruote dentate. Analisi dinamica. Problema dinamico inverso. Analisi dinamica. Problema dinamico diretto.

Belfiore, N.P., Di Benedetto, A., Pennestrì, E., Fondamenti di meccanica applicata alle macchine, SECONDA
EDIZIONE, CEA Casa Editrice Ambrosiana, Milano, 2011.

Di Benedetto, A., Belfiore, N.P., Fondamenti di Teoria delle vibrazioni meccaniche, CEA Casa Editrice
Ambrosiana, Milano, 2007.

Testi e dispense pubblicate sulla piattaforma Moodle e Teams.

Analisi cinematica di meccanismi piani (metodi grafici e numerici).
Problema dinamico diretto
Studio della lubrificazione idrodinamica
Studio dell’equilibrio di meccanismi mediante statica grafica e calcolo dei rendimenti con formule pratiche
Geometria delle ruote dentate
Dinamica di sistemi Multi Body
Vibrazioni di un sistema libero massa molla smorzatore

A. Di Benedetto, N. P. Belfiore: Fondamenti di teoria delle vibrazioni meccaniche. Sistemi ad un grado di libertà, Casa Editrice Ambrosiana

Cinematica dei corpi rigidi. Il modello di corpo rigido. Spostamenti rigidi. Formula generale dello spostamento rigido infinitesimo. Rappresentazione scalare del campo di spostamento rigido. Spostamenti rigidi piani. Sistemi di corpi rigidi.

Caratterizzazione cinematica dei vincoli. Vincoli esterni e vincoli interni. Cedimenti vincolari.
Il problema cinematico. Classificazione cinematica per via analitica. Classificazione cinematica per via diretta.

Statica dei corpi rigidi. Le forze esterne. Forza, momento di una forza, Sistemi di forze, Densità di forza, carichi distribuiti.
Caratterizzazione statica dei vincoli. Caratterizzazione statica dei vincoli esterni. Caratterizzazione statica dei vincoli interni.
Il problema statico. Equazioni cardinali della statica. Classificazione statica. Dualità statico-cinematica.

Cinematica della trave. Spostamento, rotazione, ipotesi di piccoli spostamenti. Condizioni cinematiche.

Misure di deformazione nel modello di Timoshenko. Deformazione assiale. Scorrimento angolare. Incurvamento. Equazioni di congruenza. Modello di Eulero-Bernoulli. Rappresentazione vettoriale delle equazioni di congruenza. Il problema cinematico per la trave.
Statica della trave. Azioni esterne e azioni interne. Equilibrio per parti. Equazioni differenziali di equilibrio in formato scalare e vettoriale. Il problema statico. Tracciamento dei diagrammi delle caratteristiche della sollecitazione.

Equazioni costitutive. Fenomenologia della risposta di un materiale. La prova uniassiale. Comportamento elastico. Comportamento plastico e rottura. Materiali duttili e materiali fragili.

Equazioni costitutive per la trave elastica. Comportamento assiale, comportamento flessionale, comportamento a taglio. Variazione termica uniforme, variazione termica a farfalla, variazione termica affine.

Il problema elastico per la trave e sua formulazione.

Metodo degli spostamenti. Equazione della trave tesa. Equazione della trave inflessa (linea elastica) nel modello di Eulero-Bernoulli. Estensione al modello di Timoshenko. Condizioni di raccordo e formulazione del problema per sistemi di travi. Prestazioni cinematiche e statiche dei vincoli interni.

Identità dei lavori virtuali. Nozione di sistema congruente. Nozione di Sistema equilibrato. Lavoro virtuale esterno. Lavoro virtuale interno. Teorema dei lavori virtuali, enunciato e dimostrazione. Applicazione del Principio dei Lavori Virtuali al
calcolo di spostamenti e rotazioni in strutture staticamente determinate.

Metodo delle forze. Nozione di sistema principale. Applicazione del metodo a sistemi piu` volte iperstatici. Equazioni di Müller-Breslau. Matrice di flessibilita`. Effetto dei cedimenti e delle distorsioni termiche.

Strutture reticolari. Isostaticita` interna della maglia triangolare. Travature a nodi canonici. Metodo dei nodi. Sezioni canoniche. Metodo di Ritte

Travi continue. Equazione dei tre momenti.

Corpi continui tridimensionali: analisi della deformazione. Analisi della deformazione nell’intorno di un punto: tensore della deformazione. Interpretazione meccanica delle componenti del tensore della deformazione. Dilatazione cubica.
Stato di deformazione triassiale. Stato di deformazione cilindrico. Stato di deformazione sferico o idrostatico. Circonferenze di Mohr.

Corpi continui tridimensionali. Analisi della tensione. Concetto di tensione secondo Cauchy. Equilibrio per parti. Lemma di Cauchy. Il tensore dello sforzo. Equazioni differenziali di equilibrio.

Tensioni e direzioni principale. Stati di tensione. L'ellissoide di tensione di Lamé. Linee isostatiche. Tensione media, deviatore di tensione e tensione ottaedrica. Cambiamento di coordinate. Circonferenze di Mohr.
Stato di tensione piano o biassiale. Stato di tensione puramente tangenziale. Stato di tensione monoassiale.

Il legame elastico lineare. Determinazione sperimentale delle costanti elastiche. Prova a trazione. Prova a torsione. Materiali isotropi: la legge di Hooke generalizzata.

Il problema dell’equilibrio elastico. Il Teorema dei Lavori Virtuali. Soluzioni parziali del problema dell’equilibrio elastico. Il Lavoro di deformazione. Teorema di Clapeyron. Teorema di Betti. Teorema della minima energia potenziale totale. Teorema della minima energia potenziale complementare totale

Il problema di Saint Venant. Postulato di Saint Venant. Sollecitazioni semplici e composte. Metodo semi-inverso.

Forza normale centrata. Flessione retta. Flessione deviata. Tensoflessione, Pressoflessione. Nocciolo centrale d’inerzia. La torsione nelle sezioni circolari. La sezione circolare compatta. La sezione circolare cava.

La torsione nelle sezioni compatte di forma qualsiasi. Il problema di Neumann. Sezione ellittica. Sezioni poligonali. L’analogia idrodinamica per le tensioni tangenziali. Sezione rettangolare sottile. Sezioni aperte composte da rettangoli sottili. Sezioni cave a parete sottile: Teoria di Bredt.
Sezioni sottili composte.

Flessione e taglio. Distribuzione delle tensioni normali. Distribuzione delle tensioni tangenziali: trattazione approssimata di Jourawsky. Applicabilità della formula di Jourawsky
Sezioni sottili aperte. Sezione rettangolare sottile. Sezione sottile a doppio T. Sezioni sottili a U e H. Sezioni sottili chiuse. Sezione scatolare simmetrica. Taglio retto. Taglio deviato. Sezioni compatte simmetriche. Sollecitazione composta di taglio retto e torsione. Il centro di taglio. Tensioni tangenziali di taglio e torsione. Determinazione del centro di taglio.

Criteri di resistenza. Criteri di resistenza per materiali fragili. Criteri di resistenza per materiali duttili.

Il fenomeno dell’instabilità strutturale. Analisi di stabilità in travi rigide con vincoli elastici. Percorso diramato stabile. Percorso diramato instabile. Sensibilità alle imperfezioni iniziali. L’asta di Eulero. Condizioni di vincolo diverse. Piani di inflessione. Curve di stabilità, snellezza.

La trave: analisi e verifica strutturale. Estensione della teoria di Saint Venant. Criteri di resistenza per il solido di Saint Venant.

P. Casini & M. Vasta, "Scienza delle costruzioni", Città Studi Edizioni 2016.

Steen Krenk & Jan Høgsberg, "Statics and Mechanics of Structures", Springer 2013.

Dimensionamento a resistenza di elementi sottoposti a sollecitazioni statiche: stato di tensione e stato di deformazione attorno ad un punto, sollecitazioni semplici, cerchi di Mohr, tensione ideale, teorie di rottura.
Criteri per il dimensionamento e la scelta di: cuscinetti volventi e a strisciamento, molle di flessione e di torsione, collegamenti filettati, chiavette, linguette, profili scanalati e dentati, giunti, accoppiamenti forzati. Verifica di elementi costruttivi sottoposti a sollecitazioni particolari: instabilità, pressione superficiale, urto.

Dispense del docente.

SCOPO DEL CORSO: Il Corso di Tecnologia Meccanica fornisce allo studente le conoscenze di base delle principali tecnologie di lavorazione meccanica. Nello specifico, il corso si propone di illustrare, trasversalmente, i tradizionali processi di trasformazione e lavorazione meccanica, partendo dallo studio delle proprietà dei materiali e delle relative tecniche di caratterizzazione e arrivando ad un’analisi dettagliata delle tecnologie e dei relativi parametri di lavorazione, nonché del contesto produttivo in cui esse si inseriscono. Il corso vuole quindi fornire allo studente tutti gli strumenti per definire il ciclo di lavorazione di un componente e evidenziare i legami tra i parametri del processo, le proprietà del materiale grezzo e le proprietà finali del semilavorato/prodotto finito. I contenuti del corso verseranno, in una prima parte introduttiva, sullo studio e sulla comprensione delle proprietà micro/macroscopiche dei materiali e delle relative tecniche di analisi. Successivamente verranno prese in esame le principali tecnologie di lavorazione, quali i processi di fabbricazione per fusione, le lavorazioni per deformazione plastica e le lavorazioni per asportazione di truciolo. Ogni singola tecnologia di lavorazione verrà analizzata in termini di principio di funzionamento, tipologia di contesto produttivo e criticità tecnologica.

PROGRAMMA DETTAGLIATO DEL CORSO: Introduzione al corso. Panoramica dei processi produttivi e delle tecnologie di trasformazione. Metrologia e controllo dimensionale. Accuratezza e tolleranza dimensionale, tolleranza geometrica. Principali proprietà dei materiali di interesse tecnologico. Prove per la determinazione e la misura delle proprietà meccaniche dei materiali: Trazione, Compressione, Flessione, Fatica. Le lavorazioni per fusione. La fusione e la solidificazione dei getti. I difetti di fonderia. Processi di colata in forma transitoria. Processi di colata in forma permanente. Formatura in terra, in conchiglia, sottovuoto, pressofusione, centrifuga e cera persa. Cenni sulla progettazione di anime e modelli. Cenni sul dimensionamento del sistema di alimentazione. Raffreddatori. Sovrametalli. Aspetti tecnico economici dei processi di fonderia. Le lavorazioni per deformazione plastica. La teoria della plasticità. I processi di deformazione massiva. Forgiatura e stampaggio. Metodo dello slab. Ciclo di stampaggio. Difetti di forgiatura. Progetto degli stampi. Presse e magli. Laminazione. La meccanica del processo di laminazione piana. I difetti dei prodotti laminati. Estrusione: generalità e attrezzature. Trafilatura: generalità e attrezzature. Lavorazioni per asportazione di truciolo: generalità. L’utensile e gli angoli caratteristici. Elementi di usura e dimensionamento degli utensili. Meccanica del taglio. Tornitura. Fresatura. Foratura. Altre lavorazioni per asportazione di truciolo.

Testo: Tecnologia meccanica. Ediz. mylab. Con e-text. Con espansione online di Serope Kalpakjian, Steven R. Schmid
Editore: Pearson
Collana: Ingegneria
Edizione: 2
Data di Pubblicazione: settembre 2014
EAN: 9788865183748
ISBN: 8865183748
Pagine: XIV-872
Formato: prodotto in più parti di diverso formato

PROGRAMMA
• Macchine e Apparati di scambio termico: Classificazione
• Richiami sui sistemi e le unità di misura
• Stato e trasformazioni dei fluidi. Varianza. Equazioni di stato.
• Principi termodinamici: conservazione, equivalenza ed evoluzione di un sistema
- Conservazione dell’energia
- Irreversibilità in un sistema
- Applicazioni notevoli: analisi preliminare impianti motori idraulici, impianti di pompaggio, trasmissioni oleodinamiche.
• Trasformazioni termodinamiche: piani di raffigurazione, trasformazioni notevoli (adiabatica, isoterma, isoentalpica, isobara, isocora, politropica), valutazione delle grandezze termodinamiche, lavori e calori
• Trasformazioni di compressione ed espansione: adiabatiche ideali e reali, compressione interrefrigerata, espansione frazionata interriscaldata
• Applicazione dei principi termodinamici all’analisi delle macchine: casi notevoli
• Applicazione dei principi termodinamici all’analisi di apparati di scambio termico: casi notevoli
• Processi di combustione
- La combustione: generalità;
- Combustione a volume costante;
- Combustione a pressione costante in sistemi aperti e chiusi;
- Applicazione dei principi di base alla valutazione delle prestazioni di camere di combustione aperte, chiuse e generatori di vapore.
• Cicli termodinamici e processi periodici
- Cicli ideale, limite e reale;
- Cicli diretti e inversi;
- Prestazioni dei cicli: rendimento, cifra di merito, COP per cicli inversi
- Cicli notevoli: Brayton/Joule, Rankine, Hirn, Stirling, Ericsson, Beau de Rochas, Diesel, Sabathé, inversi a compressione di vapore, inversi a compressione di gas
- Rigenerazione termica
- Combinazioni tra cicli
- Processi periodici e diagrammi indicati.
- Applicazione delle conoscenze acquisite alla valutazione e all’eventuale miglioramento delle prestazioni di cicli reali.
- Applicazione delle conoscenze acquisite alla valutazione delle prestazioni di macchine periodiche in sede limite

• Introduzione alla fluidodinamica applicata ad un sistema:
- moti vario e permanente, linee e tubi di flusso, moti irrotazionali, rotazionali, vorticosi e reali
- analisi monodimensionale, bidimensionale e tridimensionale di un efflusso
• Equazioni cardinali dell’efflusso: continuità, conservazione della quantità di moto e del momento della quantità di moto, conservazione dell’energia, entropia
• Effetti della viscosità del fluido, effetti di elasticità
• Definizione del Numero di Mach
• Regimi di moto subsonico, transonico e supersonico
• Linee di Mach
• Urti retti
• Condotto a sezione costante adiabatico con attrito: fluido incomprimibile, gas perfetto (Flusso di Fanno);
• Condotti convergenti/divergenti senza attrito: ugelli e diffusori con fluidi incomprimibili, con gas perfetti (equazioni di Hugoniot);
• Condotto convergente-divergente;
• Condotti convergenti/divergenti con attrito;
• Applicazione delle nozioni fondamentali di fluidodinamica al dimensionamento e all’analisi preliminare del comportamento ideale e reale di condotti monodimensionali a sezione costante, ugelli, diffusori e convergenti-divergenti;
• Utilizzo delle equazioni di conservazione della quantità di moto e del momento della quantità di moto in sistemi fissi e mobili rispetto ad un riferimento inerziale per la valutazione di forze e lavori;
• Cavitazione: fenomenologia, Net Positive Suction Head (NPSH) dell’impianto, depressione dinamica totale della macchina, criteri di selezione delle macchine in relazione al fenomeno della cavitazione, valutazione del massimo battente idraulico.

• C. Caputo, "Gli impianti convertitori d’energia", Casa Editrice Ambrosiana;
• C. Caputo, "Le turbomacchine", Casa Editrice Ambrosiana;
• R. D. Zucker, O. Biblarz, “Fundamentals of Gas Dynamics”, Ed. John Wiley & Sons
• Materiale a cura del Docente messo a disposizione su piattaforma Moodle