Course
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Credits
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Scientific Disciplinary Sector Code
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20801809 -
MATERIALS SCIENCE AND TECHNOLOGY
(objectives)
THE AIM OF THE CLASS IS TO GAIN KNOWLEDGE OF THE DIFFERENT LEVELS OF MATERIALS STRUCTURES (ATOMIC, CRYSTALLINE, NANOMETRIC, MICROSCOPIC AND MESOSCOPIC) AND OF THE DEVIATIONS FROM THE STRUCTURAL PERFECTION (DEFECTS). KNOWLEDGE OF THE EFFECTS OF NANO- AND MICROSTRUCTURE ON MECHANICAL PROPERTIES OF MATERIALS. KNOWLEDGE OF THE SCIENTIFIC BASIS FOR THE DEVELOPMENT OF MICRO AND NANOSTRUCTURE. KNOWLEDGE OF THE RELATIONSHIPS BETWEEN NANO- AND MICROSTRUCTURE, PROCESS, PROPERTIES AND PERFORMANCES OF THE DIFFERENT MATERIALS, WITH PARTICULAR ATTENTION TO METALS: STEELS, CAST IRONS, LIGHT ALLOYS AND HIGH TEMPERATURE ALLOYS. THE FUNDAMENTAL CONCEPTS NEEDED TO CORRELATE THE PROPERTIES OF MATERIALS TO THEIR NATURE, PRODUCTION AND FORMING PROCESSES WILL BE DISCUSSED, AS WELL AS NOTIONS ON THE CLASSIFICATION AND APPLICATION PROBLEMS.
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BEMPORAD EDOARDO
( syllabus)
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.
( reference books)
W.D. Callister, Scienza e Ingegneria dei Materiali Esercitazioni: su dispense del docente e su Moodle3 Slide proiettate a lezione: in pdf su Moodle 3 Dispense online sul sito STM Gestione del corso: http://moodle3.ing.uniroma3.it/
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ING-IND/22
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Related or supplementary learning activities
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20801810 -
TECHNICAL PHYSICS
(objectives)
The course deals with the laws and methods which allow a quantitative evaluation of heat transfer processes (conduction, convection, radiation) between bodies and inside a body, as well as the temperature field variations these processes cause, with the objective of providing the knowledge necessary to design heat transfer devices.
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DE LIETO VOLLARO ROBERTO
( syllabus)
Introduction
Units of Measures
1. HEAT TRANSFERS
1) Conduction phenomenology of heat transfers; general information on thermal fields; Fourier postulated. Fourier's equation, in Cartesian and cylindrical coordinates, with and without internal heat development. Examples of exact solutions: flatbed and cylindrical layer steady. Sull'adduzione limit signs on faces. The similarity of insulating critical elettrica.Raggio. Example variable regime: periodic regime stabilized in a semi-infinite half
2) Convection Definition. Natural convection and forced convection. Schematic of the phenomenon. Definition of the heat exchange coefficient. dimensional analysis. Buckingham theorem. Method of indexes. Determination of dimensional characteristics of heat transfer variables. Applications.
3) Irradiation Kirchhoff's law. Planck's law, Stefan-Boltzmann and Wien. gray bodies. Applications.
4) Complex Phenomena Heat transfer by adduction. Applications.
2. Applied Thermodynamics
1) Thermodynamic systems Thermodynamics principles. Temperature. thermodynamic equilibrium. Work in a closed system. Temperature concept.
2) First law Conversion and energy transformation: the formulation of the first principle. internal energy. Specific heat.
3) Second law Statements of the second law. Carnot cycle. Carnot's theorem. Thermodynamic temperature scale. Entropy. Reversible and irreversible transformation.
4) thermodynamic cycles Cycle of the steam turbine (Rankine). Cycle of compression refrigerating machines saturated vapor.
5) Thermodynamics Air gaseous mixtures. moist air. Absolute and relative humidity. dew point temperature. Enthalpy associated. Mollier diagram. moist air transformation. Psychrometer. energy exchanges between man and environment. thermal comfort. wellness equations. Thermal comfort indices: actual temperature, PMV, PPD.
6) Quality and air treatment The air quality in the neighboring environments. Heating equipment (outline) Air-conditioning systems (notes) Air-conditioning systems: all-air systems (notes). mixed systems (notes).
3. APPLIED ACOUSTICS
1) Definition fundamental physical quantities, sound fields and propagation of acoustic waves. Sound sources and their types. Characterization of the stimulus. Scale decibel
2) The auditory organ and psychophysical quantities. Normal Audiogram.
3) Hearing the sounds: Acoustic of a room, the reverberation time, the quality indexes of a room acoustic treatments.
4) Hearing noise: characterization of the phenomenon, the evaluation indices, current legislation.
5) Measurement Methods: description of the used instrumentation and measurement methodologies, current legislation.
4. LIGHTING
1) Definition fundamental physical quantities, basic laws of radiation. Characterization of the stimulus.
2) The visual organ and psychophysical quantities. Photometry and colorimetry principles.
3) Methods of measurement of photometric quantities: description of the used instrumentation and measurement methodologies.
4) Artificial light sources: incandescent lamps, discharge lamps, LEDs
5) Lighting fixtures: features and operation. Photometric curves and their construction.
6) artificial lighting technology: indoor lighting, outdoor lighting. Balance of luminance. Design principles and current legislation.
( reference books)
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. Internal Booklet
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ING-IND/11
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Core compulsory activities
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20801967 -
MATHEMATICAL ANALYSIS FOR APPLICATIONS
(objectives)
Giving further knowledge and tools of Calculus, required for an adequate understanding of mathematical methods and models relevant for Engineering.
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PALUMBO BIAGIO
( syllabus)
ORDINARY DIFFERENTIAL EQUATIONS Main definitions about ODEs. Order. ODE solvable by direct or subsequent integrations. Initial conditions and Cauchy problem. ODE with separable variables. First order linear ODEs, homogeneous and non homogeneous. Linear ODEs of any order: space of solutions of a homogeneous ODE and general integral of a non homogeneous ODE. Linear ODEs with constant coefficients. Methods for the particular solution of a non homogeneous ODE: method of indeterminate coefficients (similarity method), Wronskian matrix and method of constants' variation. Euler's equation. ED which can be solved by order lowering.
FUNCTIONS OF SEVERAL VARIABLES Open and closed sets in ℝ^n. Limits and continuity of functions of several variables. Domains of functions of several variables. Partial derivatives. Partial derivatives of higher order. Critical points. Hessian determinant method for determining the nature of critical points. Examples of finding absolute extremes of a function of two variables in a compact set of the plane.
RECALLS OF ANALYTICAL GEOMETRY Cartesian coordinate systems in the plane and in the tridimensional space. Straight lines in the plane. Bundles of straight lines. Planes in space. Straight lines in space. Direction parameters. Curves in the plane: cartesian and parametric equations. Main characteristics of conic sections. Degenerate conic sections. Parametrization of conic sections. Surfaces in space: cartesian and parametric equations. Rotation surfaces. Curves in space. Main characteristics of the quadric surfaces, with particular reference to quadrics in canonical form. Parametrization of quadrics.
INTEGRALS OF SEVERAL VARIABLE FUNCTIONS Hints about the measure of a limited set of ℝ^n. Integral of a continuous function on a compact set of ℝ^n. Integral properties. Normal domains in the plan. Reduction formula for double integrals. Normal domains in space. Reduction formula for triple integrals. Coordinate changes: linear transformations, polar coordinates and generalizations, spherical coordinates and generalizations. Geometric and physical applications: calculation of volumes, center of gravity, moments of inertia. Regular curves. Length of a curve arc. Line integrals of scalar functions and vector fields. Physical meaning of the line integral. Conservative vector fields and scalar potential. Conditions for a vector field to be conservative. Regular domains in the plan. Green's theorem in the plane. Simply connected domains. Study of the conservativeness of a bidimensional vector field in a set of the plane. Regular surfaces. Area of a surface. Superficial integral of a vector field. Curl of a vector field. Stokes' theorem and applications. Divergence of a vector field. Green's theorem in space and applications. FOURIER SERIES Review of the exponential function in the complex field. Expression of sine and cosine functions as combinations of complex exponentials. Orthogonal function families. Expression of a function as a series of orthogonal functions. Fourier series of a periodic function of any period, as a series of goniometric functions or as a bilateral series of complex exponentials. Point convergence theorem for Fourier series.
( reference books)
B. Palumbo: Integrali di funzioni di più variabili (II edition). Accademica, Roma, 2009. Notes by the teacher (distributed on web).
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MAT/05
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Basic compulsory activities
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20801974 -
SAFETY AT WORK AND ENVIRONMENTAL DEFENCE
(objectives)
METHODS, PROCEDURES AND MAIN LAWS IN FORCE, REGARDING INDUSTRIAL, CIVIL AND OCCUPATIONAL HEALTH AND SAFETY MANAGEMENT SYSTEMS
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ALFARO DEGAN GUIDO
( syllabus)
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).
( reference books)
Dispense e testi distribuiti in aula dal docente
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ING-IND/28
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Related or supplementary learning activities
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