OBIETTIVI FORMATIVI

Scopo del corso è quello di illustrare agli studenti criteri e metodi avanzati per le verifiche di stato limite di strutture di navi e piattaforme offshore, in accordo con i principi fondamentali della costruzione navale ed i più moderni regolamenti delle società di classifica. Sono proposti casi tipici di studio per strutture navali e marine risolti sia con metodi di calcolo analitico sia con il metodo degli elementi finiti, esemplificando le azioni che sollecitano le strutture e le verifiche globali e locali generalmente adottate nella pratica progettuale.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Gli studenti saranno in grado di applicare il metodo degli elementi finiti per l’analisi e la progettazione delle costruzioni navali. Viene fornita una conoscenza ad ampio spettro a partire dalle basi teoriche con successivi esempi applicativi. Inoltre, viene illustrato il concetto di progettazione agli stati limite, che implica diverse verifiche strutturali, includendo non solo le tipiche verifiche di robustezza ma anche le verifiche relative all’esercizio delle navi mercantili e militari e delle strutture marine più in generale.

PREREQUISITI

Conoscenze delle principali teorie della Scienza delle costruzioni

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni ed esercitazioni guidate in aula informatica. In totale 60 ore di lezione all'incirca suddivise equamente.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Introduzione: richiami dei modelli strutturali della Scienza delle Costruzioni (trave, lastra), richiami del metodo degli elementi finiti. Verifiche di stato limite ed applicazione dei modelli strutturali alle costruzioni navali.

Moderni approcci regolamentari: IMO Goal Based Standards, criteri regolamentari di verifica, principi generali e idealizzazione dei componenti strutturali, criteri di selezione dei modelli in funzione degli scopi della verifica, definizione delle azioni e loro applicazione nei modelli di calcolo; relative implicazioni ed approssimazioni.

Tipologie di modellazione strutturale: modelli analitici e modelli numerici, modelli piani e tridimensionali (telai, grigliati, lastre, lastre ortotrope, pannelli rinforzati, modelli complessi). Strategie di modellazione agli elementi finiti. Modelli locali e modelli globali, robustezza primaria, secondaria e terziaria; interazioni tra modelli strutturali.

Tipologie di analisi: statica lineare, a collasso (non lineare), di instabilità e modale (agli autovalori), dinamica nel dominio del tempo (cenni). Post-processazione dei risultati, loro analisi critica e presentazione.

• Esercitazioni previste:

1. Introduzione all’uso di un software FEM (es. problema di Kirsch, semplici telai e/o grigliati)
2. Verifiche su un pannello rinforzato tipico (es. ponte vincolato su paratie e murate)
3. Verifiche di una sezione trasversale di una nave (es. anello rinforzato a struttura longitudinale)
4. Verifica di un modello a tre stive in accordo ai requisiti regolamentari (es. secondo IACS H-CSR, Ch. 7)
5. Verifiche locali delle concentrazioni di tensione e verifiche a fatica di dettagli strutturali tipici
6. Esempio applicativo di analisi dinamica (facoltativa e variabile ogni anno accademico)

TESTI/BIBLIOGRAFIA

1. Regolamenti per la costruzione e la classificazione delle navi delle principali Società di Classificazione (www.iacs.org.uk) con particolare riferimento ai regolamenti Harmonized Common Structural Rules (IACS)
2. Hughes OF, Paik JK (2010): Ship structural analysis and design, SNAME (ISBN No. 978-0-939773-78-3)
3. Lamb T. Editor (2004): Ship Design and Construction, SNAME (ISBN 0-939773-41-4)
4. Lewis EV Editor (1988): Principles of Naval Architecture, SNAME (ISBN-13: 978-0939773008)
5. Mansour A, Liu D (2008): Strength of Ships and Ocean Structures, SNAME (ISBN No. 0-939773-66-X)
6. Okumoto Y, Takeda Y,· Mano M, Okada T (2009): Design of Ship Hull Structures, Springer (ISBN: 978-3-540-88444-6)

Eventuali altri testi saranno consigliati durante le lezioni