OBIETTIVI FORMATIVI

The course aims at illustrating criteria and methods for limit state checks of ship and marine structures in general with emphasis on pleasure crafts and yachts, carried out according to shipbuilding fundamental principles and to classification societies rules. Typical case studies are solved either applying analytical and finite element methods, presenting loading actions on structures as well as global and local checks generally adopted in design common practice.

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 unità da diporto.

PREREQUISITI

Conoscenze delle principali teorie della Scienza delle costruzioni (Structural Mechanics)

MODALITA' DIDATTICHE

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

PROGRAMMA/CONTENUTO

Introduzione: modelli della Scienza delle Costruzioni (teoria della trave, della lastra), metodo degli elementi finiti. Verifiche di stato limite e applicazione dei modelli strutturali alle strutture navali e marine.

Moderne verifiche strutturali: IMO Goal Based Standards, verifiche regolamentari del dimensionamento, principi generali per la modellazione dei componenti strutturali, selezione dei modelli in funzione delle tipologie di veririca, definizione delle azioni e loro applicazione nei modelli strutturali, relative approssimazioni ed implicazioni.

Modellazione Strutturale: modelli analitici e numerici, modelli 2D e 3D (telai, grigliati, lastre, lastre ortotrope, pannelli rinforzati, modelli complessi). Strategie di modellazione agli elementi finiti. Modelli locali e globali, robustezza primaria, secondaria e terziaria, interazione tra modelli strutturali.

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

• Esercitazioni previste: (da discutere all’esame)

a) Introduzione alla modellazione agli elementi finiti (problema di Kirsch, telai, grigliati, ecc.)

b) Verifiche del dimensionamento di un pannello rinforzato (es. pannello del ponte con condizioni di vincolo sulla paratia e sul fianco)

c) Verifiche del dimensionamento di un anello trasversale rinforzato (es. telaio trasversale rinforzato di nave a struttura longitudinale)

d) Modello tridimensionale in accordo a regolamenti delle società di classificazione

e) Verifica delle concentrazioni di tensione ed a fatica di un tipico dettaglio strutturale

f) Esempio applicativo di analisi dinamica (facoltativo e proposto con variazioni ad ogni anno accademico)

TESTI/BIBLIOGRAFIA

1. Classification societies rules for ships and offshore structures (www.iacs.org.uk), with emphasis on the recently issued IACS Harmonized Common Structural Rules and pleasure craft and yacht rules
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)