Programma di ingegneria meccanica GATE
Codice soggetto: ME
Struttura del corso
| Sezioni / Unità | Temi |
|---|---|
| Section A | Engineering Mathematics |
| Unità 1 | Algebra lineare |
| Unità 2 | Calcolo |
| Unità 3 | Equazioni differenziali |
| Unità 4 | Analisi complessa |
| Unità 5 | Probabilità e statistica |
| Unità 6 | Metodi numerici |
| Section B | Applied Mechanics and Design |
| Unità 1 | Meccanica di ingegneria |
| Unità 2 | Meccanica dei materiali |
| Unità 3 | Teoria delle macchine |
| Unità 4 | Vibrazioni |
| Unità 5 | Progettazione di macchine |
| Section C | Fluid Mechanics and Thermal Sciences |
| Unità 1 | Meccanica dei fluidi |
| Unità 2 | Trasferimento di calore |
| Unità 3 | Termodinamica |
| Unità 4 | Applicazioni |
| Section D | Materials, Manufacturing and Industrial Engineering |
| Unità 1 | Materiali di ingegneria |
| Unità 2 | Processi di fusione, formatura e giunzione |
| Unità 3 | Lavorazioni meccaniche e operazioni con macchine utensili |
| Unità 4 | Metrologia e ispezione |
| Unità 5 | Produzione computerizzata |
| Unità 6 | Pianificazione e controllo della produzione |
| Unità 7 | Controllo dell'inventario |
| Unità 8 | Ricerche operative |
Programma del corso
Section A: Engineering Mathematics
Unit 1: Linear Algebra
- Algebra delle matrici
- Sistemi di equazioni lineari
- Autovalori e autovettori
Unit 2: Calculus
Funzioni della singola variabile -
Limit
Continuità e differenziabilità
Teoremi del valore medio
Forme indeterminate
Valutazione di integrali definiti e impropri
Integrali doppi e tripli
Derivate parziali, derivata totale, serie di Taylor (in una e due variabili), massimi e minimi, serie di Fourier
Gradiente, divergenza e arricciatura, identità vettoriali, derivate direzionali, integrali di linea, superficie e volume, applicazioni dei teoremi di Gauss, Stokes e Green
Unit 3: Differential equations
- Equazioni del primo ordine (lineari e non lineari)
- Equazioni differenziali lineari di ordine superiore con coefficienti costanti
- Equazione di Eulero-Cauchy
- Problemi di valore iniziale e limite
- Trasformate di Laplace
- Soluzioni di calore, onde e equazioni di Laplace
Unit 4: Complex variables
- Funzioni analitiche
- Equazioni di Cauchy-Riemann
- Teorema integrale di Cauchy e formula integrale
- Serie di Taylor e Laurent
Unit 5: Probability and Statistics
- Definizioni di probabilità, teoremi di campionamento, probabilità condizionata
- Media, mediana, modalità e deviazione standard
- Variabili casuali, binomiale, Poisson e distribuzioni normali
Unit 6: Numerical Methods
- Soluzioni numeriche di equazioni algebriche lineari e non lineari
- Integrazione trapezoidale e regole di Simpson
- Metodi a passo singolo e multi-passo per equazioni differenziali
Section B: Applied Mechanics and Design
Unit 1: Engineering Mechanics
- Diagrammi a corpo libero ed equilibrio
- Tralicci e telai
- Lavoro virtuale
- Cinematica e dinamica delle particelle e dei corpi rigidi in moto piano
- Impulso e quantità di moto (lineare e angolare) ed energie
- Collisions
Unit 2: Mechanics of Materials
- Stress e strain, costanti elastiche
- rapporto di Poisson
- Cerchio di Mohr per sollecitazioni piane e deformazioni piane
- Cilindri sottili
- Diagrammi forza di taglio e momento flettente
- Tensioni di flessione e taglio
- Deflessione delle travi
- Torsione di alberi circolari
- Teoria delle colonne di Eulero
- Metodi energetici
- Stress termici
- Estensimetri e rosette
- Collaudo dei materiali con macchina di prova universale
- Prova di durezza e resistenza agli urti
Unit 3: Theory of Machines
- Analisi di spostamento, velocità e accelerazione di meccanismi piani
- Analisi dinamica dei collegamenti
- Cams
- Ingranaggi e treni di ingranaggi
- Volani e governatori
- Bilanciamento delle masse alternate e rotanti
- Gyroscope
Unit 4: Vibrations
Vibrazione libera e forzata dei sistemi a singolo grado di libertà, effetto di smorzamento
Isolamento dalle vibrazioni
Resonance
Velocità critiche degli alberi
Unit 5: Machine Design
Design per carico statico e dinamico
Teorie del fallimento
Resistenza alla fatica e diagramma sn
Principi di progettazione degli elementi della macchina come:
Bolted
Riveted
Giunti saldati
Alberi, ingranaggi, cuscinetti volventi e striscianti, freni e frizioni, molle
Section C: Fluid Mechanics and Thermal Sciences
Unit 1: Fluid Mechanics
- Proprietà fluide -
- Statica dei fluidi
- Manometry
- Buoyancy
- Forze su corpi sommersi
- Stabilità dei corpi galleggianti
- Analisi volume-controllo di massa, quantità di moto ed energia
- Accelerazione fluida
- Equazioni differenziali di continuità e quantità di moto
- L'equazione di Bernoulli
- Analisi dimensionale
- Flusso viscoso di fluidi incomprimibili -
- Strato limite
- Flusso turbolento elementare
- Scorrono attraverso i tubi
- Perdite di carico nelle tubazioni
- Curve e raccordi
Unit 2: Heat-Transfer
Modalità di trasferimento del calore -
Conduzione del calore unidimensionale
Concetto di resistenza
Analogia elettrica
Trasferimento di calore attraverso le alette -
Conduzione del calore instabile
Sistema di parametri concentrati
Le classifiche di Heisler -
Strato limite termico
Parametri adimensionali nel trasferimento di calore convettivo libero e forzato
Correlazioni di trasferimento di calore per il flusso su piastre piane e attraverso tubi
Effetto della turbolenza -
Prestazioni dello scambiatore di calore
Metodi LMTD e NTU -
Trasferimento di calore radiativo
Legge di Stefan Boltzmann
Legge sullo spostamento di Wien
Superfici nere e grigie
Visualizza i fattori
Analisi della rete di radiazioni
Unit 3: Thermodynamics
- Sistemi e processi termodinamici
- Proprietà delle sostanze pure, comportamento dei gas ideali e reali
- Zero e prime leggi della termodinamica -
- Calcolo del lavoro e del calore in vari processi
- Seconda legge della termodinamica
- Grafici e tabelle delle proprietà termodinamiche, disponibilità e irreversibilità
- Relazioni termodinamiche
Unit 4: Applications
- Ingegneria energetica -
- Compressori aria e gas
- Cicli di potenza del vapore e del gas
- Concetti di rigenerazione e riscaldamento
- Motori IC -
- Aria standard Otto
- Diesel e doppi cicli
- Refrigerazione e condizionamento -
- Refrigerazione a vapore e gas e cicli in pompa di calore
- Proprietà dell'aria umida
- Grafico psicrometrico
- Processi psicrometrici di base
- Turbomacchine -
- Principi di impulso e reazione
- diagrammi di velocità
- Pelton-wheel
- Turbine Francis e Kaplan
Section D: Materials, Manufacturing and Industrial Engineering
Unit 1: Engineering Materials
- Struttura e proprietà dei materiali tecnici
- Diagrammi di fase
- Trattamento termico
- Diagrammi tensione-deformazione per materiali tecnici
Unit 2: Casting, Forming and Joining Processes
Diversi tipi di getti -
Progettazione di modelli
Stampi e anime
Solidificazione e raffreddamento
Design di alzata e cancello
Deformazione plastica e criteri di snervamento -
Fondamenti dei processi di lavorazione a caldo e a freddo
Stima del carico per processi di formatura di metalli sfusi (forgiatura, laminazione, estrusione, trafilatura) e lamiere (tranciatura, imbutitura profonda, piegatura)
Principi di metallurgia delle polveri
Principi di saldatura, brasatura, brasatura e incollaggio
Unit 3: Machining and Machine Tool Operations
Meccanica di lavorazione
Macchine utensili di base
Utensili da taglio a punta singola e multipla, geometria e materiali dell'utensile, durata e usura dell'utensile
Economia della lavorazione
Principi di processi di lavorazione non tradizionali
Principi di tenuta del lavoro, progettazione di maschere e attrezzature
Unit 4: Metrology and Inspection
- Limiti, accoppiamenti e tolleranze
- Misure lineari e angolari
- Comparators
- Design del calibro
- Interferometry
- Misura della forma e della finitura
- Metodi di allineamento e test
- Analisi delle tolleranze nella produzione e nell'assemblaggio
Unit 5: Computer Integrated Manufacturing
- Concetti di base di CAD / CAM e loro strumenti di integrazione
Unit 6: Production Planning and Control
- Modelli previsionali
- Pianificazione della produzione aggregata
- Scheduling
- Pianificazione del fabbisogno di materiali
Unit 7: Inventory Control
- Modelli deterministici
- Sistemi di controllo dell'inventario delle scorte di sicurezza
Unit 8: Operations Research
- Programmazione lineare
- Metodo simplex
- Transportation
- Assignment
- Modelli di flusso di rete
- Semplici modelli di accodamento
- PERT e CPM
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