OBIETTIVI FORMATIVI

Il modulo intende fornire agli studenti le nozioni avanzate e gli strumenti operativi analitici e numerici necessari per analizzare il comportamento meccanico di strutture 3D e 2D in ambito lineare.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

La frequenza e la partecipazione attiva alle attività formative proposte (lezioni frontali ed esercizi) unitamente allo studio individuale permetteranno allo studente di:

riconoscere i problemi fisici dell'ingegneria strutturale riconducibili all'analisi di sistemi strutturali 3D e 2D;

conoscere i fondamenti meccanici del modello continuo di solido deformabile e dei modelli strutturali di lastra;

analizzare le configurazioni di equilibrio di lastre elastiche indeformabili a taglio caricate nel piano e fuori dal piano;

conoscere i fondamenti teorici del metodo degli elementi finiti necessari per un corretto utilizzo di software commerciale;

determinare quantitativamente il carico critico di lastre compresse uniformemente.

MODALITA' DIDATTICHE

Il modulo si articola in 60 ore di lezione frontale in aula.

La presentazione dei contenuti teorici (40 ore) si alterna ad esercizi ed esempi applicativi (20 ore), finalizzati a favorire l’apprendimento e la discussione utilizzando il lessico appropriato dell'ingegneria strutturale. Gli esercizi saranno della stessa tipologia di quelli proposti all'esame.

Tale svolgimento e discussione di esercizi insieme al docente consentiranno agli studenti di acquisire anche competenze trasversali in termini di abilità comunicative e capacità di apprendimento autonomo.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Il programma del modulo prevede la presentazione e discussione dei seguenti argomenti:

Meccanica dei solidi deformabili (30 ore):

richiami di analisi della tensione e della deformazione (continuo di Cauchy; misure di tensione e deformazione; equazioni di equilibrio e congruenza; teorema dei lavori virtuali); legame e stato limite elastico (teoria della iperelasticità; teoremi della elasticità lineare; stati limite, criteri e verifiche di resistenza); problema elastico lineare (posizione del problema; teorema di unicità della soluzione; formulazioni e metodi di soluzione; stati elastici piani).

Teoria della lastra (15 ore):

modelli lastra; statica e cinematica; equazioni di equilibrio, congruenza e legame elastico; distribuzione delle tensioni; lastra inflessa caricata normalmente al piano; carichi critici per lastra uniformemente compressa.

Metodo degli elementi finiti (15 ore):

cinematica e statica dell'elemento finito; discretizzazione ed assemblaggio del modello discreto; matrici di rigidezza e vettori delle forze nodali equivalenti locali e globali; soluzione del problema discreto; condizioni sufficienti di convergenza della soluzione.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Testi aggiuntivi di esercizi saranno disponibili sul sito AulaWeb del modulo, così come ulteriore materiale didattico di ausilio. Per quanto concerne le relative soluzioni gli studenti sono invitati a discuterne direttamente con il docente allo scopo di verificare la correttezza del metodo più che del risultato finale.

Gli appunti presi durante le lezioni e il materiale sul sito AulaWeb sono sufficienti per la preparazione dell’esame. I seguenti libri sono comunque suggeriti come testi di appoggio e approfondimento:

Nunziante L., Gambarotta L., Tralli A. (2008). Scienza delle costruzioni, McGraw-Hill, Milano.

Timoshenko S., Goodier J.N. (1951). Theory of elasticity, McGraw-Hill, New York.

Corradi dell'Acqua L.(1992). Meccanica delle strutture - Le teorie strutturali e il metodo degli elementi finiti, vol. 2, McGraw-Hill, Milano.

Timoshenko S.P., Woinowsky-Krieger S. (1959). Theory of plates and shells, McGraw-Hill, Singapore.

Timoshenko S.P., Gere J.M. (1961). Theory of elastic stability, McGraw-Hill, New York.