Ingegneria meccanica e materiali

La scienza dei materiali è una disciplina affascinante e misteriosa. Capire di cosa sono fatte le sostanze che ci circondano, quale sia la loro struttura chimico-fisica e la tecnologia che le produce è un'avventura appassionante. Esiste poi un'intera classe di materiali del tutto speciale: sono quelli che inseriamo nei nostri corpi per vivere meglio. In alcuni casi, proprio per poter continuare a vivere. Li chiamiamo biomateriali e hanno una storia peculiare, fatta di ricerche pionieristiche e visionarie, di svolte scientifiche inaspettate, esperimenti eroici e, in più di un caso, di sfacciata fortuna. I nostri tessuti, normalmente, non amano i corpi estranei, ma i biomateriali aggirano le difese dell'organismo ed è proprio a loro che è dedicato questo libro. Con uno stile avvincente e grande competenza, "Materiali per la vita" racconta le vicende di queste sostanze, i protagonisti che le hanno studiate e il travagliato percorso che infine ne ha consacrato l'uso. Scopriremo perché il titanio è così straordinario, di cosa è fatta l'amalgama che ripara i nostri denti, che uso facciamo del silicone, del collagene e dell'acido ialuronico e che legame c'è tra un coraggioso pilota della Royal Air Force della Seconda guerra mondiale e i cristallini artificiali che oggi donano la vista a tante persone che altrimenti l'avrebbero perduta. Scopriremo anche i segreti degli stent coronarici e la struttura delle leghe a memoria di forma, per giungere all'ultima frontiera dei biomateriali: le tecnologie al servizio dell'ingegneria tissutale, capace di rigenerare i tessuti malati dove e quando serve. Forse non siamo ancora dei cyborg, metà umani e metà artificiali, ma certamente negli ultimi decenni stiamo diventando creature sempre più ibride proprio grazie ai biomateriali, che in maniera crescente ci stanno garantendo un'esistenza più sana, più lunga e migliore.

Questo volume si rivolge agli studenti di Ingegneria, sia triennale sia magistrale, per un primo corso in Scienza e Tecnologia dei Materiali. L'opera presenta gli argomenti essenziali in maniera chiara ed esaustiva, anche grazie alle numerosissime figure che corredano il testo. Offre una panoramica completa sui differenti tipi di materiali, di cui vengono analizzate la struttura chimica, le proprietà meccaniche, elettriche, termiche, ottiche e magnetiche e le applicazioni tecnologiche e industriali. Rispetto alla precedente edizione sono stati inseriti numerosi aggiornamenti, in particolare sulle tecnologie di lavorazione emergenti, i materiali polimerici e i materiali innovativi da fonti naturali e rinnovabili. Ulteriori risorse sono disponibili sul sito web www.mheducation.it nella pagina dedicata al volume.

L'attività didattica e di apprendimento del corso è proposta all'interno di un ambiente digitale per lo studio, che ha l'obiettivo di completare il libro offrendo risorse didattiche fruibili in modo autonomo o per assegnazione del docente. Il codice presente sulla copertina di questo libro consente l'accesso per 18 mesi a MyLab, una piattaforma digitale interattiva specificamente pensata per accompagnare e verificare i progressi durante lo studio. MyLab offre la possibilità di accedere al manuale online: l'edizione digitale del testo arricchita da funzionalità che permettono di personalizzarne la fruizione, attivare la lettura audio digitalizzata, inserire segnalibri anche su tablet e smartphone.

La materia è intelligente. Solitamente pensiamo i materiali che ci circondano come semplici strumenti, passivi e incapaci di interagire con l'ambiente in modo complesso, ma a ben guardare non è affatto così. Numerosi materiali sono in grado di adattarsi agli stimoli che ricevono, di assemblarsi e ripararsi in autonomia e, in alcuni casi, di conservare una memoria del proprio passato. L'intelligenza di questi materiali è, naturalmente, tutt'altra cosa rispetto all'intelligenza umana: se la nostra concezione convenzionale di "intelligenza" è essenzialmente basata su sistemi centralizzati di controllo come il cervello, un materiale possiede un'intelligenza diffusa in tutte le parti che lo compongono. È evidente che questa consapevolezza può cambiare profondamente l'approccio che abbiamo alla scienza e alla tecnologia, e forse anche alla vita stessa. Davanti alle sfide tecnologiche e sociali che ci aspettano, la capacità di ripensare i materiali come una parte attiva della nostra vita e della nostra cultura, sfruttando la loro capacità di interagire in modo intelligente con il proprio ambiente, potrebbe essere la chiave per il futuro della nostra specie.

"Fluid Mechanics: Fundamentals and Applications" di Çengel e Cimbala è un manuale di valido supporto per tutti gli studenti che si accostano a un corso base di meccanica dei fluidi, grazie all'approccio rivolto a sviluppare una comprensione intuitiva dei vari argomenti e al supporto di immagini e dei numerosi esempi. Nelle edizioni italiane il volume si è arricchito della trattazione di argomenti non presenti nel testo di Çengel e Cimbala. In particolare, in questa quarta edizione sono stati introdotti sia i problemi di moto vario nelle correnti in pressione sia degli approfondimenti sul tema della turbolenza. La presenza di oltre un migliaio di esercizi, raggruppati per argomento e per capitolo, di cui lo studente può trovare la soluzione nel sito web dedicato, costituisce un ulteriore prezioso elemento di apprendimento. All'interno della piattaforma Connect sono inoltre presenti ulteriori esercizi in formato digitale, con autocorrezione, utile strumento per l'autovalutazione dello studente e per l'erogazione di esercizi da parte del docente. Ulteriori risorse sono disponibili per docenti e studenti sul sito.

Ogni trattazione didattica solleva dei dubbi circa l'opportunità di scriverla e pubblicarla, visto che in genere ce ne sono molte all'incirca sugli stessi argomenti che la precedono, e se ne produce qualcuna ad ogni passaggio di generazione di docenti e studenti. A questi dubbi si può dare una risposta immediata e definitiva: i libri didattici - pur nella costanza di molte delle nozioni che essi trasmettono, delle descrizioni che forniscono, delle proprietà degli oggetti che essi trattano - invecchiano, come ogni altra cosa al mondo, nella prospettiva, nel taglio, nella logica, nella scelta degli argomenti da trattare e del tono e del dettaglio in cui vanno esposti, che devono dipendere dal momento storico, dagli obiettivi e dalle necessità della società e dei lavori in cui gli studenti dovranno inserirsi. Non c'è quindi nulla di più naturale che a nuove generazioni di studenti e docenti corrispondano nuove generazioni di libri didattici. Per questo è sembrato del tutto naturale produrre un libro che consentisse uno studio agevole e, secondo le inclinazioni e le necessità personali, un approfondimento sufficiente ad acquisire una migliore comprensione degli argomenti svolti in un corso di Meccanica Razionale mirato alle applicazioni. Questo ne è il primo modulo rivolto a un'esposizione che fosse sufficientemente contenuta e sintetica, e nello stesso tempo abbastanza dettagliata ed efficace, degli strumenti matematici fondamentali per un corretto e perspicuo uso del linguaggio matematico nella descrizione dei fenomeni meccanici e nella formulazione e soluzione dei relativi problemi. Il libro è rivolto essenzialmente agli studenti di Ingegneria, ma se ne potranno giovare anche gli studenti dei corsi di laurea in Matematica e Fisica.

Una panoramica dei principali temi legati all'insegnamento universitario della costruzione di macchine: la prima parte del testo presente argomenti di carattere generale mentre la seconda è dedicata allo studio dei componenti delle macchine. Un ricco e accurato corredo di immagini (otto pagine interne con immagini a quattro colori per l'approfondimento di dettagli visuali particolarmente significativi), numerosi esercizi svolti e commentati e un ampio repertorio di domande di verifica e di esercizi applicativi fanno di questo testo uno strumento didattico per lo studio della disciplina.

Il veicolo industriale o veicolo commerciale che siamo abituati a chiamare camion, è un mezzo di trasporto merci indispensabile, sia come veicolo unico, sia integrato nel trasporto intermodale. Per rispondere alle crescenti esigenze e ai mutati scenari del trasporto merci, il camion ha subìto nel tempo numerose migliorie tecniche. Le migliorie hanno riguardato anche la vita a bordo e la guidabilità. Questo volume propone una panoramica sulla tecnica dei camion, partendo da quella base, quindi motore, cambio, differenziale, telaio e sospensioni, sistema frenante e sterzante, per arrivare ai sistemi propri dei veicoli industriali come gli allestimenti, le prese di forza, il retarder e alla struttura dei rimorchi. È un'utile guida per chi vuole sapere cosa si cela nel mezzo con cui condivide gran parte del proprio tempo, ma anche un contributo alla formazione tecnica degli studenti dei corsi di Tecnica automobilistica e dei mezzi pesanti, nonché dei corsi di Meccanica Applicata. Ma è anche un utile approfondimento per tutti gli appassionati e cultori dei camion e per collezionisti che hanno la fortuna di detenere un mezzo storico.

"Ho voluto concentrare in questa [...] edizione i metodi per l'analisi dei materiali solidi in presenza di comportamento non lineare: non linearità del materiale, non linearità geometrica e problemi di contatto. Questo volume è diviso in due parti: nella prima unitamente all'appendice ho cercato di riassumere i principali elementi della meccanica del continuo, relativamente al modo di misura delle deformazioni, delle tensioni e alle equazioni costitutive, mentre nella seconda parte sono sviluppate le formulazioni di elementi finiti non lineari." (L'autore)

Il testo raccoglie gli appunti delle lezioni del corso di Meccanica Razionale tenuto negli anni accademici dal 2008-09 al 2017-18 per la laurea in Ingegneria Civile e Industriale (Sapienza Università di Roma). L'obiettivo principale del corso, e quindi del testo, è quello di illustrare i metodi per lo studio della meccanica dei sistemi di particelle vincolati con particolare attenzione al caso dei sistemi rigidi.