MACHINE INFRASTRUCTURE

Course objectives

The class provides further insights on the mechanical behavior of industrial engineering materials and on the structural design and verification of several components and mechanical system broadly used in Machine Design. It is the natural continuation of the Design of Machine Elements course held during the last year of the Bachelor in Mechanical Engineering. The main goals of the course are, in short: - Functional analysis and structural design and dimensioning of: mechanical transmissions, spur, helical and bevel gears, gearboxes, flexible elements, rotating discs, thick walled vessels, tubes, plates, press fits. Identification of stress concentrations among connecting elements. - Study of the constitutive elastic behaviour and yield criteria of anisotropic and orthotropic materials. Failure criteria under multiaxial fatigue loading conditions. Damage fracture criteria for the prediction of the ultimate strength of ductile materials. - Methologies for the experimental mechanical characterization of materials and analysis of the structural performance of widely used traditional and modern engineering alloys. - Analysis of typical design problems through case studies.

Channel 1
LUCA CORTESE Lecturers' profile

Program - Frequency - Exams

Course program
COMPORTAMENTO MECCANICO DEI MATERIALI E CRITERI DI RESISTENZA - Richiami su criteri di resistenza statici per materiali duttili e fragili. - Richiami su criteri di resistenza a fatica uniassiale e biassiale. - Legame costitutivo elastico per materiali ortotropi e anisotropi. - Criteri di snervamento per materiali anisotropi. - Criteri di resistenza in condizioni di fatica multiassiale. - Legame costitutivo elasto-plastico e cenni sulla teoria della plasticità. - Criteri di rottura per materiali duttili: modelli di danneggiamento. - Prestazioni meccaniche di materiali da costruzione di utilizzo comune. COMPONENTI Trasmissioni: - Introduzione alle trasmissioni meccaniche. - Ingranaggi: cinematica dell'ingranamento e problematiche costruttive. Riduttori. - Teoria di Hertz per corpi in contatto. - Ruote cilindriche a denti dritti. - Esercizi di progetto di ingranaggi a denti dritti. - Ruote cilindriche a denti elicoidali. - Esercizi di progetto di ingranaggi a denti elicoidali. - Ruote coniche (cenni). - Trasmissioni per flessibile: cinghie e catene. Dischi: - Teoria dei dischi a spessore costante e ad uniforme sollecitazione. - Dischi soggetti a pressioni interna ed esterna. - Dischi, effetti inerziali. - Serbatoi a forte spessore. - Calettamenti. - Esercizi di progetto di dischi a spessore uniforme. Alberi: - Collegamenti forzati e mediante chiavette e profili scanalati. - Velocità critiche flessionali. Tubi e rotori: - Introduzione sulla teoria dei tubi a spessore sottile. - Effetti di bordo nei tubi. Effetti non di bordo. - Effetti di bordo nei collegamenti flangiati. - Rotori e tamburi. - Esercizi applicativi sugli effetti di bordo. Piastre: - Introduzione alla teoria delle piastre. - Teoria delle piastre assialsimmetriche inflesse, e soluzioni analitiche per configurazioni comuni. - Esercizi di progetto sui rotori a bicchiere.
Prerequisites
Non sono richiesti prerequisiti.
Books
Pdf slides on the main subjects of the course, uploaded on the course website the day immediately before the relative lecture.
Teaching mode
The course (9 CFU) is organized in classroom lectures (which are also real-time streamlined online) on theroretical subjects, excercises on the actual design of components and mechanical systems, and thematic lectures.
Frequency
The course is organized in typical classroom lectures.
Exam mode
The written part of the exam consists in solving exercises on the mechanical design of structural components or mechanical system studied during the course. The oral part consists in theoretical questions on all topics covered by the course which have been presented during classroom lectures.
Bibliography
Reference textbooks (only for not mandatory study) - J. E. Shigley, C. R. Mischke, R. G. Budynas, Progetto e Costruzione di Macchine, McGraw-Hill. - G. Santucci, Dispense per il corso di Costruzione di Macchine, To be provided by the teacher. - R. Giovannozzi, Costruzione di Macchine, vol. 1 e 2, Pàtron, Bologna. - J.A. Collins, Mechanical Design of Machine Elements and Machines, 2nd ed, Wiley. - J.A. Collins, Failure of Materials in Mechanical Design: Analysis, Prediction, Prevention, Wiley-Interscience.
Lesson mode
The course (9 CFU) is organized in classroom lectures (which are also real-time streamlined online) on theroretical subjects, excercises on the actual design of components and mechanical systems, and thematic lectures.
LUCA CORTESE Lecturers' profile

Program - Frequency - Exams

Course program
COMPORTAMENTO MECCANICO DEI MATERIALI E CRITERI DI RESISTENZA - Richiami su criteri di resistenza statici per materiali duttili e fragili. - Richiami su criteri di resistenza a fatica uniassiale e biassiale. - Legame costitutivo elastico per materiali ortotropi e anisotropi. - Criteri di snervamento per materiali anisotropi. - Criteri di resistenza in condizioni di fatica multiassiale. - Legame costitutivo elasto-plastico e cenni sulla teoria della plasticità. - Criteri di rottura per materiali duttili: modelli di danneggiamento. - Prestazioni meccaniche di materiali da costruzione di utilizzo comune. COMPONENTI Trasmissioni: - Introduzione alle trasmissioni meccaniche. - Ingranaggi: cinematica dell'ingranamento e problematiche costruttive. Riduttori. - Teoria di Hertz per corpi in contatto. - Ruote cilindriche a denti dritti. - Esercizi di progetto di ingranaggi a denti dritti. - Ruote cilindriche a denti elicoidali. - Esercizi di progetto di ingranaggi a denti elicoidali. - Ruote coniche (cenni). - Trasmissioni per flessibile: cinghie e catene. Dischi: - Teoria dei dischi a spessore costante e ad uniforme sollecitazione. - Dischi soggetti a pressioni interna ed esterna. - Dischi, effetti inerziali. - Serbatoi a forte spessore. - Calettamenti. - Esercizi di progetto di dischi a spessore uniforme. Alberi: - Collegamenti forzati e mediante chiavette e profili scanalati. - Velocità critiche flessionali. Tubi e rotori: - Introduzione sulla teoria dei tubi a spessore sottile. - Effetti di bordo nei tubi. Effetti non di bordo. - Effetti di bordo nei collegamenti flangiati. - Rotori e tamburi. - Esercizi applicativi sugli effetti di bordo. Piastre: - Introduzione alla teoria delle piastre. - Teoria delle piastre assialsimmetriche inflesse, e soluzioni analitiche per configurazioni comuni. - Esercizi di progetto sui rotori a bicchiere.
Prerequisites
Non sono richiesti prerequisiti.
Books
Pdf slides on the main subjects of the course, uploaded on the course website the day immediately before the relative lecture.
Teaching mode
The course (9 CFU) is organized in classroom lectures (which are also real-time streamlined online) on theroretical subjects, excercises on the actual design of components and mechanical systems, and thematic lectures.
Frequency
The course is organized in typical classroom lectures.
Exam mode
The written part of the exam consists in solving exercises on the mechanical design of structural components or mechanical system studied during the course. The oral part consists in theoretical questions on all topics covered by the course which have been presented during classroom lectures.
Bibliography
Reference textbooks (only for not mandatory study) - J. E. Shigley, C. R. Mischke, R. G. Budynas, Progetto e Costruzione di Macchine, McGraw-Hill. - G. Santucci, Dispense per il corso di Costruzione di Macchine, To be provided by the teacher. - R. Giovannozzi, Costruzione di Macchine, vol. 1 e 2, Pàtron, Bologna. - J.A. Collins, Mechanical Design of Machine Elements and Machines, 2nd ed, Wiley. - J.A. Collins, Failure of Materials in Mechanical Design: Analysis, Prediction, Prevention, Wiley-Interscience.
Lesson mode
The course (9 CFU) is organized in classroom lectures (which are also real-time streamlined online) on theroretical subjects, excercises on the actual design of components and mechanical systems, and thematic lectures.
  • Lesson code1021948
  • Academic year2024/2025
  • CourseMechanical Engineering
  • CurriculumMeccanica Computazionale Pierre and Marie Curie University (percorso valido anche ai fini del conseguimento del doppio titolo italo francese)
  • Year2nd year
  • Semester1st semester
  • SSDING-IND/14
  • CFU9
  • Subject areaIngegneria meccanica