PORTALE DELLA DIDATTICA

PORTALE DELLA DIDATTICA

PORTALE DELLA DIDATTICA

Elenco notifiche



Scienza e tecnologia dei materiali compositi

02CFUMZ

A.A. 2024/25

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Dei Materiali Per L'Industria 4.0 - Torino

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Lezioni 67
Esercitazioni in aula 25,5
Esercitazioni in laboratorio 6,5
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Pavese Matteo Professore Associato IMAT-01/A 67 15 16 0 2
Collaboratori
Espandi

Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/22 10 B - Caratterizzanti Ingegneria dei materiali
2024/25
Questo insegnamento presenta l’ampia classe dei materiali compositi. Tali materiali nascono dall’abbinamento di diverse tipologie di materiali, che tramite un’opportuna progettazione possono operare in maniera sinergica per ottenere proprietà non facilmente realizzabili con materiali “tradizionali”. Per questo motivo l’insegnamento richiama e utilizza numerose nozioni presentate nei corsi di base di scienza dei materiali, integrandole con le caratteristiche specifiche necessarie per descrivere opportunamente la scienza e la tecnologia dei materiali compositi. In particolare, il corso: presenta i materiali utilizzati per realizzare i compositi, matrici e rinforzi, con particolare attenzione alle fibre e ai metodi per la loro organizzazione spaziale all’interno dei compositi; distingue tra macro-, micro- e nano-compositi, chiarendo l’effetto della dimensione del rinforzo dal punto di vista della modellazione meccanica, delle proprietà attese, della caratterizzazione e della realizzazione; descrive le modalità di modifica dei materiali utilizzati per ottimizzare le proprietà finali dei compositi, chiarendo la relazione tra i meccanismi microscopici e le proprietà macroscopiche osservate; descrive le principali tecniche di caratterizzazione e gli standard principali utilizzati nell’ambito; mostra come è possibile costruire modelli analitici e numerici per descrivere le principali proprietà dei compositi; chiarisce le possibilità di ottimizzazione a disposizione dell’ingegnere tipiche dei materiali compositi, le cui proprietà possono essere modulate in funzione dell’obiettivo progettuale richiesto.
This course introduces the broad class of composite materials. These materials arise from the combination of different types of materials, which through appropriate design can work synergistically to obtain properties not easily achieved by "traditional" materials. For this reason, the teaching recalls and uses several notions presented in basic materials science courses, supplementing them with the specific features needed to appropriately describe the science and technology of composite materials. In particular, the course: presents the materials used to make composites, matrices and reinforcements, with emphasis on fibers and methods for their spatial organization within composites; distinguishes between macro-, micro-, and nano-composites, clarifying the effect of reinforcement size from the perspective of mechanical modeling, expected properties, characterization, and fabrication; describes how to modify materials to optimize the final properties of composites, clarifying the relationship between microscopic mechanisms and observed macroscopic properties; describes the main characterization techniques and standards used in the field; shows how analytical and numerical models can be constructed to describe the main properties of composites; clarifies the optimization options available to the engineer when using composite materials, whose properties can be tailored according to the required design objective.
Comprensione e conoscenza dei seguenti concetti: - caratteristiche dei materiali compositi, e della relazione tra composizione, struttura e proprietà; - materiali utilizzati nell'ambito dei materiali compositi, con particolare attenzione alle differenze rispetto ai materiali "tradizionali"; - effetto della scala e dell'interazione tra matrice e rinforzo sulle proprietà dei compositi; - modelli meccanici e fisici in grado di simulare il comportamento dei materiali compositi; - proprietà e tecniche di caratterizzazione tipiche dei materiali compositi, compresa l'analisi dei dati; - modalità di preparazione dei materiali compositi. Capacità di progettare un materiale composito per raggiungere uno specifico obiettivo progettuale in termini di proprietà.
Fondamenti di matematica e geometria, chimica, fisica, meccanica. Conoscenze di scienza dei materiali e di materiali metallici, polimerici e ceramici.
Generalità e peculiarità dei materiali compositi. Matrici e rinforzi. Tessuti e altri metodi di organizzazione spaziale dei rinforzi. Macro-, micro- e nano-compositi e loro peculiarità. Compositi multiscala. Funzionalizzazione dei materiali per applicazioni nell'ambito dei compositi. Compositi strutturali e funzionali. Compositi naturali. Micro- e macro-meccanica dei compositi. Meccanismi di rafforzamento e tenacizzazione nei compositi. Tecniche di preparazione dei compositi a matrice polimerica, metallica e ceramica. Tecniche di caratterizzazione dei compositi e standard relativi. Cenni di teoria delle misure e anlisi dati. Modelli analitici e numerici. Progettazione di materiali compositi. Degrado e riciclo dei materiali compositi. Impatto ambientale.
Lezioni teoriche. Esercitazioni di calcolo, di analisi dati e di progettazione di compositi. Esercitazioni di laboratorio su: - fabbricazione di laminati compositi a matrice polimerica rinforzata con fibre continue di vetro e carbonio mediante infusione sotto vuoto, - misura sperimentale di resistenza a trazione, resilienza, modulo elastico di compositi, - caratterizzazione microstrutturale di compositi con tecniche microscopiche.
Di seguito alcuni testi di riferimento per l'insegnamento: In italiano: C. Badini , Materiali Compositi per l'Ingegneria Nuova Ed., Celid, Torino 2013. In inglese: b) F.L. Matthews, R.D. Rawlings, Composite Materials: Engineering and Science, Chapman & Hall, Londra 1994; c) B. Harris, Engineering Composite Materials, IOM Communication Ltd (London), The University Press, Cambridge 1999. Altri testi verrano consigliati durante il corso.
Slides; Libro di testo; Esercizi; Esercizi risolti; Esercitazioni di laboratorio;
Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria;
Exam: Written test; Compulsory oral exam;
... L’apprendimento è verificato tramite un esame finale individuale scritto e orale. La prova scritta consiste di esercizi di calcolo e quesiti sui temi del corso, a risposta chiusa o aperta. Durante la prova orale gli studenti sono tenuti a rispondere in maniera chiara, esauriente e completa a domande sui temi trattati durante il corso. L’allievo svolge la prova scritta senza avvalersi dell’aiuto di testi o appunti, e con l’utilizzo di una macchina calcolatrice tascabile per eseguire i calcoli. Il punteggio finale, espresso in trentesimi, si ottiene combinando il punteggio della prova scritta con gli esiti della prova orale. L'obiettivo dell'esame è verificare la comprensione e la conoscenza dei temi trattati durante il corso. I quesiti sono scelti in modo da verificare l’apprendimento di ogni aspetto trattato nell'insegnamento.
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.
Esporta Word