OBIETTIVI FORMATIVI

Obiettivo del corso è far comprendere agli studenti le potenzialità offerte dalle moderne strutture, con particolare attenzione alle costruzioni in materiale composito, e i vincoli derivanti dai requisiti strutturali, di cui tener conto nella progettazione di un’imbarcazione da diporto. Durante il corso viene presentata una metodologia di progetto strutturale, che, partendo dai carichi agenti sulle strutture, attraverso l’analisi degli sforzi presenti e il confronto con le sollecitazioni ammissibili, conduce al dimensionamento delle strutture primarie, nel rispetto delle normative vigenti per le imbarcazioni da diporto.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO)

• Aspetti generali del dimensionamento
• Carichi
• Materiali
• Dimensionamento degli elementi strutturali
• Tecnologie di fabbricazione
• Problemi particolari (instabilità, fatica, creep)
• Metodi di giunzione e collegamento
• Regole di classe e normative
• Effetti ambientali
• Dimensionamento dello scafo in laminato irrigidito
• Modalità di cedimento e tecniche di riparazione
• Dimensionamento dello scafo in guscio sandwich
• Sperimentazione sui materiali e sulle strutture
• Analisi e verifica numerica; cenni sul metodo a elementi finiti
• Aspetti di qualità, sicurezza e organizzazione della produzione

MODALITA' DIDATTICHE

Il corso è costituite da 36 ore di lezioni ex-cathedra e da 24 ore di esercitazioni tecnologiche e sperimentali che prevedono la partecipazione diretta degli studenti.

L'esame consta di una prova scritta che richiede la soluzione di esercizi numerici, la quale da' accesso a un colloquio orale volto a verificare il grado di conoscenza delle nozioni teoriche.

La prova scritta e il colloquio orale devono essere sostenuti nello stesso appello d'esame.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Lezioni - Fasi del dimensionamento; richiami di meccanica delle strutture; ipotesi di trave, sforzi normali e tangenziali.  Travi non omogenee; materiali compositi, fibre e matrici.  Calcolo reazioni vincolati e azioni interne.  Carichi di massa e di superficie.  Forze idrostatiche e fluidodinamiche.  Resistenza e portanza.  Resistenza d'onda.  Numero di Froude.  Velocità massima in regime dislocante.  Armamenti velici, albero, sartie e crocette.  Dimensionamento secondo normative NBS.  Instabilità a compressione.  Normative: obiettivi e motivazioni.  Normative ISO: categorie di progetto, soluzioni strutturali.  Normative RINA, ABS.  Cenni al metodo a elementi finiti ed esempi di applicazione.

Criteri di scelta e indici di merito.  Materiali compositi.  Materiali metallici.  Materiali polimerici e elastomeri.  Legnami e riempitivi.

Esercitazioni - Calcolo degli sforzi in tipici elementi strutturali (boma, bompresso, asse timone, deriva, collegamenti chiglia-scafo, transito della randa, etc.).  Calcolo dei carichi dimensionanti su una imbarcazione a vela.  Scelta delle dimensioni minime da catalogo.  Calcolo degli spessori minimi di uno scafo.

Tecnologie dei materiali compositi.  Metodi di controllo non distruttivo.  Tecniche di caratterizzazione sperimentale.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

1.J.A. Charles, F.A.A. Crane: "Selection and Use of Engineering Materials", Butterworth, London, 1989.

2.M. Ashby, K. Johnson: "Materials and Design - The Art and Science of Materials Selection in Production Design", Butterworth - Heinemann, Amsterdam, 2003.

3.M. Ashly: "Material Selection in Mechanical Design", Butterworth - Heinemann, Oxford, 2003.

4.M. Ashly, H. Shercliff, D. Cebon: "Materials, Engineering, Science, Processing and Design", Butterworth - Heinemann, Amsterdam, 2007.

5.D.R. Askeland: "The Science and Engineering of Materials", Chapman and Hall, London, 1995.

6.W.F. Smith: "Scienza e Tecnologia dei Materiali", McGraw-Hill, Milano, 2004.

7.L. Edwards, M. Endear: "Manufacturing with Materials", Butterworth, London, 1990.

8.M. Jenkins: "Materials in Sport Equipments", Woodhead Publishing Company, Cambridge, 2003.

9.R.A. Shenoi, J.F. Wellicome: "Composite Materials in Maritime Structures -  Volume 1: Fundamental Aspects", Cambridge University Press, Cambridge, 1993.

10.R.A. Shenoi, J.F. Wellicome: "Composite Materials in Maritime Structures - Volume 2: Practical Consideration", Cambridge University Press, Cambridge, 1993.

11.C.S. Smith: "Design of Maritime Structures in Composite Materials", Elsevier Applied Science, London, 1990.

12.«Materiali per il Design-Introduzione ai materiali e alle loro proprietà» a cura di B. Del Curto e C. Marano, Casa Editrice Ambrosiana.

13. L.Larsson, R.E. Eliasson, “ Principles of Yacht Design”, International Marine/McGraw-Hill, 2007

14. ISO/FDIS 12215-5, Small-craft-Hull construction and scantlings, 2007