Nella formazione dell’Ingegnere aerospaziale questo insegnamento 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. A tal fine, l'insegnamento prevede, oltre che lezioni ed esercitazioni presso il laboratorio informatico (con applicazione delle metodologie e degli strumenti illustrati a lezione), anche prove di laboratorio sperimentale svolte direttamente dagli studenti.

Gli studenti dovranno essere in grado di: • eseguire valutazioni preliminari e di dettaglio sulla risposta dinamica di semplici componenti strutturali aerospaziali; • di progettare e gestire prove di laboratorio sugli stessi, correlando criticamente i risultati della simulazione numerica con quelli della verifica sperimentale.

L'insegnamento utilizza concetti, nozioni e metodologie dei corsi di base di fisica e meccanica nonché elementi di analisi strutturale (spostamenti, deformazioni, tensioni equilibrio).

Generalità sul progetto e l'analisi di una struttura aerospaziale in presenza di carichi dinamici. Compiti dell’analisi strutturale, con particolare riferimento all'analisi dinamica. 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 gradi di libertà: aste, travi, piastre). Funzione 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.

L'insegnamento è strutturato in lezioni (42h), esercitazioni numeriche presso laboratorio informatico (12h) ed esercitazioni sperimentali presso laboratorio LAQ-AERMEC "Sistemi Strutturali Aeromeccanici" del Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale (6h in 3 squadre). Esercitazioni numeriche. Esercitazioni numeriche su argomenti illustrati a lezione (trasformate di Laplace e Fourier, analisi dinamica di semplici componenti strutturali con metodi approssimati). 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 sperimentali. Componentistica per prove di laboratorio. Valutazione della FRF di una trave. Analisi modale sperimentale (estrazione parametri modali) su tipica struttura aerospaziale e correlazione con i risultati dell’analisi FEM.

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

Dispense; Esercitazioni di laboratorio; Video lezioni tratte da anni precedenti; Strumenti di auto-valutazione;

Modalità di esame: Prova orale obbligatoria;

Exam: Compulsory oral exam;

... Si andrà a verificare la conoscenza adeguata degli aspetti metodologici-operativi acquisiti durante l'insegnamento 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 almeno due domande poste a ogni candidato di cui una 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.

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.