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Politecnico di Torino
Anno Accademico 2013/14
09IHRLZ
Fondamenti di meccanica strutturale
Corso di Laurea in Ingegneria Aerospaziale - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Villero Giuseppe ORARIO RICEVIMENTO     55 25 0 0 5
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/04 8 B - Caratterizzanti Ingegneria aerospaziale
Presentazione
l corso si propone di fornire le nozioni di base per affrontare lo studio della risposta di un corpo deformabile soggetto a carichi statici concentrati e distribuiti.
I concetti fondamentali vengono introdotti con riferimento a problemi inizialmente semplici e via via estesi ad ambiti sempre più ampi. L'inquadramento generale della materia viene sviluppato a valle di questo processo, quando lo studente ha acquisito adeguata padronanza dei concetti di base e confidenza con i procedimenti operativi in cui questi si traducono.
Nel corso vengono studiati oggetti concreti quali travi, telai o comunque strutture che costituiscono un valido supporto all'intuizione e consentono di cogliere con immediatezza il significato dei modelli matematici con cui viene affrontato il problema e che ne consentono la soluzione.
In particolare vengono fornite le nozioni necessarie alla descrizione degli stati di tensione provocati dai carichi sopra citati, alla determinazione delle tensioni massime prodotte da sistemi di forze elementari e al confronto di dette tensioni massime con le caratteristiche di resistenza dei materiali.
In sintesi, il corso imposta il problema del corpo elastico e presenta la soluzione del problema di De Saint Venant. Affronta inoltre il problema dell'instabilità e della non linearità, con trattazione della teoria di Eulero.
Risultati di apprendimento attesi
l corso fornisce allo studente le nozioni necessarie per eseguire calcoli di verifica e dimensionamento su elementi strutturali semplici assoggettati a diverse configurazioni di carico. Fornisce inoltre le conoscenze di base sui fondamenti del calcolo delle strutture. L’obiettivo è dunque sviluppare nell’allievo l'abilità di risolvere un problema di analisi dello stato tensionale e deformativo all’interno di schemi strutturali a travi.
Prerequisiti / Conoscenze pregresse
Conoscenze matematiche e fisiche di base: grandezze vettoriali, regole di derivazione e integrazione (per funzioni di una sola variabile).
Programma
Baricentri e momenti statici. Momenti d’inerzia. Significato fisico dei momenti d’inerzia. Teoremi di trasposizione dei momenti statici e d’inerzia.
Le travature: azioni sulla struttura, schemi strutturali, le caratteristiche di sollecitazione.
Le travature piane: caratteristiche di sollecitazione della travatura piana, definizione di corpo libero, di grado di libertà, di vincolo, di corpo vincolato, di corpo labile, isostatico ed iperstatico, calcolo dei gradi di libertà residui dopo l’applicazione dei vincoli; equazioni cardinali della statica, principio di sovrapposizione degli effetti, diagrammi di sollecitazione nelle travi rettilinee.
Le travature reticolari piane: metodo dei nodi, metodo delle sezioni o di Ritter.
Equazione (o principio) dei lavori virtuali: spostamenti virtuali e forze incognite, forze virtuali e spostamenti incogniti, calcolo integrali del lavoro interno, effetto delle variazioni di temperatura sulle deformazioni.
Le travature piane iperstatiche.
La linea elastica.
Equazioni fondamentali dell’elasticità lineare: concetto di tensione, analisi dello stato di tensione in un punto, stato di tensione piana (plane stress), concetto di deformazione, comportamento dei materiali, tensioni ammissibili, criteri di resistenza.
Tensione e compressione: asta soggetta a tensione assiale costante, tubi sottili, tensione o compressione in due o tre direzioni, principio di de Saint Venant.
La trave di Eulero-Bernoulli: le ipotesi, implicazioni delle ipotesi di Eulero-Bernoulli, risultanti delle tensioni, travi soggette a carichi assiali, travi soggette a carichi trasversali (flessione retta), taglio.
Flessione retta e sforzo normale eccentrico.
Torsione di cilindri circolari.
Instabilità delle travi: asta rigida con molla torsionale, analisi di un sistema imperfetto.


Organizzazione dell'insegnamento
Le esercitazioni consistono nell'applicazione a casi concreti di strutture dei concetti esposti a lezione per indicare procedure di soluzione che individuino reazioni vincolari, caratteristiche di sollecitazione, stato di tensione e di deformazione degli elementi oggetto di studio. 
Saranno sviluppate esercitazioni numeriche sui seguenti argomenti: calcolo caratteristiche geometriche e meccaniche di sezioni semplici; calcolo reazioni vincolari di strutture isostatiche ed iperstatiche soggette a carichi concentrati e distribuiti; tracciamento diagrammi di sollecitazione di strutture isostatiche; tracciamento diagrammi di sollecitazione di strutture iperstatiche mediante il principio dei lavori virtuali; calcolo di tensioni ammissibili; calcolo di spostamenti attraverso il principio dei lavori virtuali.
Testi richiesti o raccomandati: letture, dispense, altro materiale didattico
Appunti ed esercizi forniti dal docente.
Criteri, regole e procedure per l'esame
A valutazione finale della preparazione avverrà mediante una prova scritta articolata in uno o più esercizi analoghi a quelli visti nelle lezioni/esercitazioni e in una domanda su un argomento svolto a lezione.
Criteri, regole e procedure per l'esame (Prof. G. Villero)
Il controllo dell'apprendimento avverrà mediante una prova scritta della durata di due ore articolata in uno o più esercizi (a seconda della complessità degli stessi) analoghi a quelli visti nelle lezioni/esercitazioni e in una domanda su un argomento teorico svolto a lezione.


Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2013/14
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