Obiettivi Formativi

Il corso si propone di: - Fornire conoscenze di base delle costruzioni meccaniche ed aeronautiche; - Fornire conoscenze di base sull’analisi statistica e sui criteri di progettazione basati su criteri di affidabilità e sicurezza; - Fornire conoscenze di utilizzare metodi avanzati di calcolo e prove sperimentali per lo studio di problematiche connesse con la sicurezza strutturale; - Fornire la capacità di progettare esperimenti e di raccoglierne e interpretarne i dati, attraverso alcune esercitazioni pratiche di laboratorio. Vengono fornite le competenze per interpretare correttamente ed in modo critico i risultati e per comunicarli in forma sintetica ed esaustiva mediante un corretto linguaggio tecnico; - Fornire capacità di apprendimento necessarie per intraprendere studi successivi con un alto grado di autonomia.

Learning Goals

The course aims to: - Provide basic knowledge of mechanical and aeronautical constructions; - Provide basic knowledge on statistical analysis and design criteria based on reliability and safety criteria; - Provide knowledge of using advanced software and experimental tests for the study of problems related to structural safety; - Provide the ability to design experiments and to collect and interpret data, through some practical laboratory exercises. The skills are provided to interpret the results correctly and critically and to communicate them in a concise and exhaustive form through a correct technical language; - Provide learning skills necessary to undertake subsequent studies with a high degree of autonomy.

Metodi didattici

Il corso, al fine di raggiungere gli obiettivi formativi previsti, si svolge prevalentemente attraverso lezioni frontali. Sono inoltre previste esercitazioni in laboratorio ed esercitazioni guidate svolte dagli studenti, con lo scopo di stimolare l’approccio ai problemi con autonomia e senso critico. Tutte le attività sono svolte con supporto di slide delle lezioni.

Teaching Methods

The course, in order to achieve the expected objectives, mainly takes place through lectures. There are also practical based lessons in the laboratory and guided exercises with teacher support, with the aim of stimulating the approach to problem solving with autonomy and a critical thinking. All activities are carried out with the support of lecture slides.

Prerequisiti

Conoscenze di base di fisica sperimentale.

Prerequisites

Basic knowledge of experimental physics

Verifiche dell'apprendimento

Durante lo svolgimento del corso saranno effettuate lezioni partecipate ed una verifica in itinere per verificare l'apprendimento in itinere degli argomenti trattati. L’esame orale finale verterà sugli argomenti del programma con discussione degli esercizi svolti durante il corso. L’esame è finalizzato ad accertare le conoscenze acquisite e le capacità di applicarle in maniera critica utilizzando linguaggi tecnici appropriati e corretti approcci metodologici.

Assessment

During the course, participated lessons and an ongoing test will be carried out to verify the ongoing learning of the topics. The final oral exam on the course topics with the discussion of the exercises. The oral exam has the double purpose of verifying the level of knowledge of the course contents and the ability to apply them in a critical manner using appropriate technical language and correct methodological approaches.

Programma del Corso

-RICHIAMI DI ANALISI STATISTICA: Variabili discrete, variabili continue, media, moda, mediana, misure di dispersione, grandezze affidabilistiche. Esercitazioni in aula: esercizi di statistica. -DISTRIBUZIONI STATISTICHE: Normale, log-normale, esponenziale, Weibull, valori estremi. Esercitazioni in aula: esercizi di statistica. -ANALISI DEI DATI: Gaussiana, Weibull, carte di probabilità, metodi generali per l'analisi dei dati, metodi per giudicare la bontà dell'analisi. Esercitazioni in aula: esercizi di statistica. -ANALISI DELL'AFFIDABILITÀ DI UN COMPONENTE MECCANICO: Come trasformare i dati reperibili sui manuali in valori statistici, algebra delle variabili casuali, la probabilità di rottura. Esercitazioni in aula: esercizi di statistica. -LA PROGETTAZIONE AFFIDABILISTICA: Progettare l'affidabilità, analisi delle variabilità, ottimizzazione del progetto, strumenti di progetto. Esercitazioni in aula: esercizi di progettazione affidabilistica. -SISTEMI AFFIDABILISTICI: Sistemi serie, sistemi parallelo e sistemi riserva. Esercitazioni in aula: esercizi di sistemi affidabilistici. -STRUMENTI PER LA QUALITÀ E L'AFFIDABILITÀ DEI SISTEMI: Quality function deployment, analisi dei sistemi a blocchi, failure mode and effects analysis (FMEA), albero dei guasti (FTA), worst case analysis. Esercitazioni in aula: esercizi su strumenti per la qualità e l'affidabilità dei sistemi. Esercitazioni guidate svolte dagli studenti Esercitazioni in laboratorio: Prove di laboratorio di flessione su tre punti per provini piani ed analisi statistica dei risultati.

Course Syllabus

-STATISTICAL ANALYSIS: Discrete variables, continuous variables, mean, mode, median, measures of dispersion, reliability measurements. Exercises in the classroom: exercises on statistical analysis -STATISTICAL DISTRIBUTIONS: Normal, log-normal, exponential, Weibull, extreme values. Exercises in the classroom: exercises on statistical distributions -PROBABILITY DISTRIBUTIONS: Gaussian and Weibull probability distributions, methods for data analysis, methods for reliability analysis. Exercises in the classroom: exercises on probability distributions -RELIABILITY ANALYSIS OF A MECHANICAL COMPONENT: How to transform the data available in the manuals in statistical values, functions of random variables, failure probability. Exercises in the classroom: exercises on reliability analysis of a mechanical component -RELIABILITY-BASED DESIGN: Reliability-based design, analysis of variability, design optimization, design tools. Exercises in the classroom: exercises on reliability based design. -RELIABILITY ENHANCEMENT: Series systems, parallel systems and backup systems. Exercises in the classroom: exercises on reliability enhancement -TOOLS FOR QUALITY AND RELIABILITY OF SYSTEMS: Quality function deployment, blocks systems analysis, failure mode and effects analysis (FMEA), fault tree (FTA), worst-case analysis. Exercises in the classroom: exercises on tools for quality and reliability of systems Guided exercises with teacher support. Practical based lessons in laboratory: Three point bending tests and statistical analysis of results.