OBIETTIVI FORMATIVI

Il modulo di progettazione strutturale FEM si propone di addestrare alla soluzione di problemi di progettazione strutturale dinamica attraverso strumenti di calcolo computerizzato. Stimolare la scelta ragionata di idonei modelli che consentano il minimo dispendio di risorse computazionali.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Gli studenti dovranno dimostrare di aver appreso le tecniche di modellazione strutturale FEM e di saperle applicare nella risoluzione di tipici problemi strutturali di progettazione meccanica assistita da calcolatore.

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni ed esercitazioni contestuali svolte in aula e/o aula informatica.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Le lezioni del corso iniziano richiamando le conoscenze di base sul metodo FEM che gli studenti hanno appreso nel modulo di Costruzione di Macchine (LM in Ingegneria Meccanica - Progettazione e Produzione, secondo semestre del primo anno di corso).

Il programma prevede poi una sequenza di spiegazioni teoriche,contestuali alle relative esercitazioni, nel corso delle quali:

• si illustrano i diversi problemi strutturali (casi di esempio con difficoltà crescente) utilizzati per spiegare sia il tipo di modellazione richiesta, sia i tipici comandi nel software di calcolo adottato;

• si guidano gli studenti presenti in aula a risolvere autonomamente i problemi loro sottoposti.

In particolare, le esercitazioni si susseguono in quest’ordine cronologico:

• modellazione di problemi 1-D schematizzabili con elementi asta;
• modellazione di problemi 1-D schematizzabili con elementi trave in flessione e torsione;
• modellazione di problemi 2-D schematizzabili con elementi piani di tensione e/o di deformazione;
• modellazione di problemi 2-D schematizzabili con elementi assialsimmetrici;
• modellazione di problemi 2-D schematizzabili con elementi lastra piana sottile;  
• modellazione di problemi 2-D schematizzabili con elementi shell tridimensionale sottile;
• modellazione di problemi 3-D schematizzabili con elementi esaedrici e tetraedrici di primo e secondo ordine.

Le esercitazioni precedenti sono tutte di tipo statico lineare. Le successive esercitazioni impiegano poi i vari elementi precedentemente illustrati, in analisi di tipo:

• modale;
• risposta in frequenza;
• termico e termostrutturale accoppiato.

L’ultimo argomento in programma riguarda il calcolo di tipo non lineare:

• nonlinearità di contatto;
• nonlinearità di tipo geometrico (grandi spostamenti);
• nonlinearità di tipo fisico (plasticità). 

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Appunti alle lezioni distribuiti dal Docente.

Testi vari sul metodo degli elementi finiti:

• Gugliotta, A.; Somà, A.; Zampieri, N.; Elementi Finiti. QUINE EDRAG, Milano (2022)
• Gugliotta. A. Elementi finiti. Otto Editrice, Torino. 2002
• Belingardi, G.; Il metodo degli elementi finiti nella progettazione meccanica. Levrotto & Bella, Torino (2008)
• Bathe, K.; Finite element procedures in Engineering Analysis. Prentice-Hall, Englewood Cliffs (1996)
• Zienkiewicz, O.C.; The Finite Element Method: Its Basis and Fundamentals, sixth Ed. Elsevier, London
• Gianini, C.; Ingegneria Strutturale e Computazionale, Idelson-Gnocchi, Milano (2021)

Molteplici altre risorse online indicate dai docenti.