Servizi per la didattica
PORTALE DELLA DIDATTICA

Dinamica delle strutture aerospaziali

01NHJMT

A.A. 2018/19

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Aerospaziale - Torino

Mutua

04NHJMT

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Lezioni 53
Esercitazioni in aula 3
Esercitazioni in laboratorio 24
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Di Sciuva Marco Professore Ordinario ING-IND/04 53 0 0 0 6
Collaboratori
Espandi

Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/04 8 B - Caratterizzanti Ingegneria aerospaziale ed astronautica
2018/19
Nella formazione dell’Ingegnere aerospaziale questo Corso offre l’opportunità di integrare la preparazione acquisita nei corsi di base a contenuto strutturale, più specificatamente indirizzati a fornire metodologie e strumenti per l’analisi dello stato di tensione e deformazione delle strutture aerospaziali sollecitate da carichi statici, con metodologie e strumenti per l’analisi dinamica delle strutture aerospaziali e relative prove di laboratorio, considerato che i carichi agenti su queste sono tipicamente di natura dinamica. Strettamente connesso con l’analisi dinamica è il problema del controllo. Il corso vuole fornire anche per questa tematica i concetti di base e una panoramica delle metodologie adottate, mettendone in evidenza aspetti critici e peculiarità. A tal fine, il Corso prevede, oltre che lezioni ed esercitazioni in aula e laboratorio informatico con applicazione delle metodologie e degli strumenti illustrati a lezione, anche prove di laboratorio sperimentale svolte direttamente dagli studenti.
The course allows integrating the knowledge aerospace engineering students have acquired in the basic courses of structural contents, more specifically directed to provide methodologies and tools for the stress and strain analysis of statically loaded aerospace structures, with methodologies and tools for the numerical and experimental dynamic analysis of the same structures (since the loads acting on these are typically dynamic in nature). Closely connected with dynamic analysis is the problem of control; the course will also provide the basic concepts of control and an overview of the related methodologies, highlighting critical issues and peculiarities. To this end, the course is based on lessons, classroom exercises, application of methodologies and tools in the computer lab, and experiments carried out by students in a laboratory.
Capacità di eseguire valutazioni preliminari e di dettaglio sulla risposta dinamica ed il controllo di semplici componenti strutturali aerospaziali e di progettare e gestire prove di laboratorio sugli stessi, correlando criticamente i risultati della simulazione numerica con quelli della simulazione sperimentale.
Ability to perform preliminary and detailed analysis about the dynamic response and control of simple aerospace structural components, to design and manage laboratory tests on them, critically correlating numerical and experimental results.
Il corso utilizza concetti, nozioni e metodologie dei corsi di base di fisica e meccanica nonché elementi di analisi strutturale (deformazioni e spostamenti, equilibrio, stabilità).
The course uses concepts, notions, and methods of the basic courses in physics and mechanics as well as elements of structural analysis (displacements, strains, stresses, equilibrium, stability).
Generalità sul progetto e l'analisi di una struttura aeronautica in presenza di carichi dinamici. Compiti dell’analisi strutturale, con particolare riferimento all’analisi dinamica e al controllo della risposta. Origine e classificazione dei carichi dinamici su una struttura aerospaziale. Livelli dei carichi dinamici. Elementi di meccanica delle vibrazioni. Modelli dinamici discreti e continui per componenti strutturali aerospaziali (sistemi a uno o più gdl: aste, travi, piastre). Funzioni di trasferimento e funzioni di risposta in frequenza (FRF). Soluzioni esatte ed approssimate del problema dinamico. Metodo degli elementi finiti. Analisi modale. Effetti dello smorzamento. Analisi della risposta: coordinate fisiche e coordinate modali. Risposta in transitorio. Tecniche di riduzione modale. Analisi dinamica sperimentale. Introduzione all’analisi dei segnali discreti. Componentistica standard per prove di laboratorio. Similitudine dinamica. Elementi di teoria del controllo. Controllo della dinamica strutturale. Controllo attivo delle vibrazioni di travi e piastre multistrato.
Overview on the design and analysis of aircraft structures in the presence of dynamic loads. Tasks of the structural analysis, with particular reference to the analysis and control of the dynamic response. Origin and classification of dynamic loads on an aerospace structure. Levels of dynamic loads. Elements of mechanical vibrations. Dynamic models for discrete and continuous structural aerospace components (systems with one or more degrees of freedom: rods, beams, plates). Transfer functions and Frequency Response Functions (FRF). Exact and approximate solutions of the dynamic problem. Finite Element Method (FEM). Modal analysis. Effects of damping. Response analysis: physical coordinates and modal coordinates. Transient response. Modal reduction techniques. Experimental dynamic analysis. Introduction to the analysis of discrete signals. Standard components for laboratory tests. Dynamic similarity. Elements of control theory. Control of structural dynamics. Active control of vibration of multilayered beams and plates.
Durante il corso, gli studenti potranno sperimentare l’applicazione di concetti e metodologie grazie a esercitazioni in aula, presso il laboratorio informatico e presso il LAQ AERMEC “Sistemi Strutturali Aeromeccanici” del Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale. Esercitazioni in aula (9 h). Esercitazioni numeriche su argomenti illustrati a lezione (trasformate di Laplace e Fourier, analisi dinamica di semplici componenti strutturali con metodi approssimati, esercizi d’esame). Esercitazioni presso il laboratorio informatico (9 h). Esercitazioni numeriche con uso di MATLAB (analisi dinamica di sistemi discreti e continui). Realizzazione del modello agli elementi finiti di una tipica struttura aerospaziale per analisi dinamica. Esercitazioni presso il laboratorio sperimentale LAQ AERMEC (9 h). Componentistica per prove di laboratorio. Valutazione FRF di una trave. Analisi modale sperimentale (estrazione parametri modali) su tipica struttura aerospaziale e correlazione con i risultati dell’analisi FEM. Dinamica e controllo attivo di un tipico componente strutturale.
During the course, the application of concepts and methodologies will be experienced by students through classroom exercises, activities in the computer lab and at the LAQ-AERMEC "Aeromechanical Structural Systems" laboratory, Department of Mechanical and Aerospace Engineering. Classroom exercises (9 h). Numerical examples on topics presented during lessons (Laplace and Fourier transform, approximate dynamic analysis of simple structural components, exercises for the final written test). Computer lab (9 h). Numerical exercises with MATLAB (Dynamic analysis of discrete and continuous systems). FE model for the dynamic analysis of a typical aerospace structure. Experimental laboratory tests at LAQ-AERMEC (9 h). Components for laboratory tests. Evaluation of FRF of a beam. Experimental modal analysis (modal identification) of typical aerospace structures and correlation with the results of the FEM analysis. Dynamics and active control of a typical structural component.
Testo di riferimento per il corso: Appunti forniti dal docente. Per approfondimenti e ulteriore consultazione: - M.F. Rubinstein, Structural Systems: Statics, Dynamics and Stability. Prentice-Hall, Inc., 1970. - D.J.Ewins, Modal Testing: Theory and Practice. John Wiley & Sons Inc., 1995. - M.I.Friswell, J.E.Mottershead, Finite Element Model Updating in Structural Dynamics. Kluwer Academic Publishers, 1996.
Lecture notes provided by the teacher. Reference books: - M.F. Rubinstein, Structural Systems: Statics, Dynamics and Stability. Prentice-Hall, Inc., 1970. - D.J.Ewins, Modal Testing: Theory and Practice. John Wiley & Sons Inc., 1995. - M.I.Friswell, J.E.Mottershead, Finite Element Model Updating in Structural Dynamics. Kluwer Academic Publishers, 1996.
Modalità di esame: prova orale obbligatoria;
Si andrà a verificare la conoscenza adeguata degli aspetti metodologici-operativi insegnati durante il corso e la capacità di interpretare e descrivere i problemi di dinamica strutturale. L'esame consta di una prova orale (voto max 30/30). Il colloquio orale dura circa 30 min e di norma consiste in due domande poste a ogni candidato, di cui una di norma finalizzata ad approfondire gli argomenti sviluppati nelle esercitazioni. All'orale il candidato deve presentare le relazioni scritte di tutte le esercitazioni, sia numeriche che sperimentali. Se il candidato opta per l’approfondimento di un argomento scelto da una lista fornita dal docente e prepara un report scritto su tale attività, una domanda verterà sull’argomento oggetto di approfondimento.
Exam: compulsory oral exam;
The knowledge on the methodologies and tools acquired during the course (and the ability to use this knowledge to face the problems related to the dynamic analysis and control of aerospace structures) will be verified. The exam consists of an oral exam (maxiumum score 30/30). The oral exam lasts about 30 minutes and usually consists of two questions asked to each candidate, one of which aimed to deepen the arguments developed in the written reports about the classroom, numerical and experimental experiences. The candidate must present at the oral exam written reports about activities and exercises developed during the course. If the applicant write a paper selected from a list provided by the teacher, a question of the oral arguments will focus on that.


© Politecnico di Torino
Corso Duca degli Abruzzi, 24 - 10129 Torino, ITALY
m@il