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.

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.

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).

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.

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.

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.

Modalità di esame: Prova orale obbligatoria;

Exam: Compulsory oral exam;

... 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.

Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.