Il corso si propone di formare gli studenti all’utilizzo di codici FEM per la progettazione ed il dimensionamento di tipici componenti strutturali aerospaziali e di alimentare la capacità critica nei confronti delle scelte di modellazione adottate e dei risultati ottenuti. L’organizzazione del corso prevede una parte teorica di introduzione del problema e degli aspetti concettuali coinvolti. Una parte più estesa avviene in laboratorio informatico per lo svolgimento dei casi applicativi assegnati agli studenti. Sono previsti interventi da parte di esperti di aziende aerospaziali e di software houses.

Relativamente a problematiche strutturali in ambito aerospaziale lo studente acquisirà la capacità di scegliere le più adatte strategie di modellazione agli elementi finiti in base al tipo di componente e di analisi, preparare i modelli numerici, impostare le condizioni al contorno per le analisi statiche lineari e nonlineari, affrontare analisi di stabilità e di risposta dinamica e analizzare criticamente i risultati ottenuti per verificarne l’affidabilità.

Nozioni di base sul metodo degli elementi finiti e sulle principali problematiche relative alla progettazione di componenti strutturali di impiego aerospaziale (requisiti, carichi, materiali) acquisite nei corsi di Strutture Aeronautiche e Progettazione dei Veicoli Aerospaziali

Parte 1 (26h): nella prima parte del corso lo studente verrà introdotto alla modellazione agli elementi finiti con l’impiego di codici commerciali. Dopo aver dato le nozioni di base sulla creazione della geometria e/o import di geometrie esistenti e sulla definizione di carichi e vincoli, il corso approfondisce alcune delle maggiori problematiche relative alla simulazione di materiali compositi in ambiente FEM, facendo una panoramica sulla teoria della laminazione adottata, sui criteri di rottura implementati e sulle tipologie di analisi disponibili. Le tecniche di modellazione con elementi 0D, 1D, 2D e 3D verranno prese in rassegna analizzando le diverse tipologie di elementi e le principali informazioni richieste per la loro corretta definizione nel file di input per l’analisi FEM, la preparazione della mesh e le eventuali analisi di convergenza. Realizzazione di modelli parametrici per analisi di ottimizzazione o DOE tramite linguaggio PCL. Particolare attenzione verrà poi dedicata agli elementi di connessione, alle problematiche di offset, alla verifica del modello e al debugging. Attraverso esempi guidati e relativi alla modellazione di base di strutture tipiche aerospaziali (pannelli multistrato, irrigiditi, sandwich, giunzioni meccaniche e incollaggi) verranno prese in rassegna le principali tipologie di analisi quali l’analisi lineare statica, l’analisi di buckling, l’analisi nonlineare statica (non linearità del materiale o non linearità geometriche), l’analisi modale e transiente. Particolare attenzione verrà dedicata all’analisi critica dei risultati. La prima parte si concluderà con lo svolgimento di un esempio più complesso e tipico delle costruzioni aerospaziali e con testimonianze su casi studio e procedure tipiche, illustrate da parte di esperti della realtà industriale. Parte 2 (34h): nella seconda parte del corso gli studenti svolgeranno, presso i laboratori informatici, una attività di gruppo su tematiche ispirate/concordate anche con rappresentanti del mondo industriale. L’attività si svolgerà in autonomia operativa e con il supporto dei docenti/collaboratori e sarà oggetto di valutazione finale.

Il corso è strutturato in ore di lezione che si svolgeranno in aula o in laboratorio informatico e in esercitazioni pratiche. Gli esempi pratici introdotti durante le lezioni verranno svolti in maniera guidata in laboratorio informatico e con l’utilizzo dei codici commerciali presenti in ateneo. Durante le ore di esercitazione presso i laboratori informatici gli studenti, in maniera autonoma e supportati dai docenti/collaboratori, svilupperanno il progetto a loro assegnato ed oggetto di valutazione finale.

- Dispense fornite dai docenti - O. C. Ziekiewicz, R. L. Taylor, The Finite Element Method (volumes 1 and 2), Elsevier, 2005 - Manualistica relativa ai software utilizzati durante il corso

Slides; Dispense; Esercizi; Esercizi risolti; Esercitazioni di laboratorio; Esercitazioni di laboratorio risolte; Video lezioni tratte da anni precedenti; Strumenti di auto-valutazione; Strumenti di collaborazione tra studenti;

Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria; Elaborato progettuale in gruppo; Prova scritta in aula tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;

Exam: Written test; Compulsory oral exam; Group project; Computer-based written test in class using POLITO platform;

... L’esame consta di una prova scritta e della valutazione del progetto di gruppo. La prova scritta (voto max 10/30) avrà durata di un’ora e consisterà in circa 10 domande a risposta multipla sugli argomenti teorici ed operativi trattati durante il corso, Le risposte esatte hanno valore di 1 punto, quelle parzialmente corrette 0.5 mentre le risposte errate 0 senza penalizzazioni. La prova scritta si intende superata se il candidato ottiene un punteggio pari ad almeno 6 punti. La valutazione del progetto avverrà tramite la consegna di un report e la conseguente presentazione dei risultati ottenuti (voto max 20/30). Ogni gruppo tramite il proprio portavoce deve caricare attraverso link fornito dal docente il progetto finale entro la data ufficiale dello scritto del primo appello. L’esame sarà considerato superato se la votazione complessiva (prova scritta + valutazione del progetto) sarà almeno pari a 18/30.

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.