Tipologia e classificazione dei veicoli spaziali. Lanciatori. Navette abitate. Moduli abitati. Antenne. Satelliti. Materiali di impiego aerospaziale. Proprietà meccaniche, termiche e tipico uso in componenti strutturali per impiego in veicoli spaziali.
Carichi sulle strutture aerospaziali. Definizione fattore di carico. Carichi al lancio. Carichi di manovra. Carichi in orbita.
Prove statiche e prove dinamiche. Pressurizzazione.
Problemi Multicampo. Termoelasticità. Accoppiamento elettro-meccanico. Accoppiamento magneto-elettro- meccanico. Aerelasticità in regime supersonico (pannelli e lanciatori). Elementi strutturali mono- e bidimensionali.
Teorie per travi, piastre e gusci. Strutture a guscio rinforzato. Formulazioni variazionali. Equazioni statiche e dinamiche. Formulazioni FEM.
Meccanica e Progetto delle Strutture multistrato. Pannelli sandwich. Thermal Protection Systems (TPS). Materiali compositi avanzati. Strutture intelligenti con strati piezoelettrici. Materiali con proprietà variabili da punto a punto FGM. Meccanica dei nanotubi in carbonio CNT.
Dinamica delle strutture spaziali. Metodi della dinamica classica. Correlazione fra modelli computazionali e sperimentazione. Prove dinamiche su shaker e notching. Esempi ed applicazioni.
Problemi non lineari. Equilibrio ed equazioni nonlineari. Formulazione FEM. Calcolo di punti di biforcazione e comportamento postcritico. Stabilità elastica, l’asta caricata di punta, la piastra caricata nel piano, cilindri compressi. Plasticità. Analisi dinamica e problemi non conservativi. Contatto fra solidi e membrane.
Problemi di impatto a bassa, media, alta ed altissima velocità. Progetto di scudi meteoritici: metodi di calcolo e di simulazione.
Strutture Gossamer, dispiegabili e gonfiabili. Dinamica multicorpo.
Panoramica sulle realizzazioni. Progetti avanzati. Problemi di simulazione e multibody dynamics.

Le esercitazioni sviluppano applicazioni degli argomenti trattati a lezione. In particolare viene sviluppato un calcolo strutturale completo di un veicolo spaziale con l’ausilio di codici commerciali.

Gli argomenti delle lezioni esercitazioni sono in gran parte riportati nei seguenti testi:
E. Carrera, Fondamenti sul calcolo delle strutture a guscio rinforzato per veicoli aerospaziale, Levrotto & Bella, Torino, 2011.
P. Sarafin, Spacecraft Structures and Mechanism, Space Tech Series, Space Tech Library, 1995.
and some materials provided by the teacher.

L’esame consta di una prova orale e discussione argomenti e relazioni preparate dorante le esercitazioni.