Il corso si articola in due parti principali: • la prima più teorica e classica è sostanzialmente di meccanica del continuo e include anche elementi di meccanica della frattura; • la seconda, più applicativa e di ricerca di frontiera, è diretta allo studio teorico, numerico e sperimentale di bio- e/o nano-strutture.

L’insegnamento si propone di fornire all’allievo un’adeguata preparazione su analisi teorica e sperimentale di strutture e/o materiali biologici, biocompatibili, bioispirati, nanostrutturati, etc. Tramite la frequenza delle lezioni e l'apprendimento dei contenuti generali dell’insegnamento e inoltre grazie alla partecipazione ai seminari su tematiche di ricerca avanzate, gli allievi acquistano la capacità di progettare e valutare i materiali, le strutture e i sistemi di interesse in ambito biomedicale.

Elementi di meccanica dei materiali e delle strutture.

PARTE GENERALE • Richiami su analisi della tensione e delle piccole deformazioni: dualità statico-cinematica e principio dei lavori virtuali. Teoria dell’elasticità. Leggi costitutive per materiali isotropi/anisotropi, omogenei/eterogenei. Teoremi energetici. Teoria delle grandi deformazioni. Leggi iperelastiche. Viscoelasticità. • Stati tensionali e deformativi piani. Funzione delle tensioni o di Airy. Formulazione in coordinate cartesiane e polari. Esempi applicativi: tubo cilindrico di grosso spessore, forza su semispazio, lastra con foro circolare. Fattore di concentrazione degli sforzi. • Angoli rientranti e soluzione di Williams. Singolarità delle tensioni e fattore di intensificazione degli sforzi. Fondamenti della Meccanica della Frattura Elastica Lineare. SEMINARI DI APPROFONDIMENTO Nel corso dei seminari di approfondimento vengono trattati argomenti di punta in ambito biomedico, grazie al contributo di specialisti del settore. Gli argomenti potranno variare di anno in anno, includendo, a titolo esemplificativo, i problemi relativi alla protesica del ginocchio, le tecniche di sutura dei tendini della mano, la modellazione degli organi e dei sistemi biologici, la diagnostica tramite analisi dei segnali biologici, la sperimentazione su materiali bio-ispirati, etc.

L’insegnamento è articolato in una parte generale di lezioni frontali teoriche, supportate da esercitazioni in aula, e in una seconda parte di seminari di approfondimento in aula, esercitazioni in laboratorio e visita di studio presso un ente di ricerca esterno. Gli argomenti dei seminari di approfondimento sono sviluppati dagli studenti, suddivisi in gruppi di lavoro, per dare luogo a relazioni (nella forma di articolo scientifico o di progetto di ricerca) che vengono presentate all'esame e costituiscono oggetto di valutazione.

• Carpinteri, Scienza delle costruzioni, Vol. 1, 2a ed., Pitagora Editrice, Bologna, 1995 • Carpinteri, Scienza delle costruzioni, Vol. 2, 2a ed., Pitagora Editrice, Bologna, 1993 • S.P. Timoshenko and S. Woinowsky-Krieger, Theory of Plates and Shells, McGraw-Hill, 1970 • S.P. Timoshenko and J.N. Goodier, Theory of elasticity, McGraw-Hill, 1982. • Materiale di supporto reso disponibile tramite portale della didattica

Modalità di esame: Test informatizzato in laboratorio; Prova orale obbligatoria; Elaborato progettuale in gruppo;

Exam: Computer lab-based test; Compulsory oral exam; Group project;

... L’esame è costituito da due fasi: • un test scritto a risposta multipla sugli argomenti relativi alla parte generale (valutazione su due livelli: superato / non superato); • una presentazione orale del lavoro di ricerca di gruppo sugli argomenti dei seminari (valutazione in trentesimi, sulla base delle competenze acquisite e della dimostrazione di autonomia progettuale) Il test scritto a risposta multipla ha lo scopo di verificare il livello di conoscenza e di comprensione degli argomenti trattati nella parte generale e consiste nel rispondere in trenta minuti a 15 domande selezionando una tra quattro opzioni proposte. Vengono assegnati 2 punti per risposta corretta, 0 punti per mancata risposta, -1 punto per risposta sbagliata Le valutazioni sono espresse nella forma superato/non superato. Il giudizio superato corrisponde al raggiungimento di una soglia di almeno 16/30. Durante lo svolgimento dell'esame scritto è consentito tenere e consultare quaderni e libri. I risultati dell’esame vengono comunicati sul portale della didattica. Il lavoro di gruppo può essere strutturato in forma di articolo di ricerca, progetto di ricerca, app, studio bibliografico approfondito o altro sulla base delle assegnazioni iniziali e verte su uno dei temi di ricerca avanzata proposti nei seminari. La presentazione del lavoro di gruppo avviene normalmente con l' ausilio di slides ed è finalizzata alla dimostrazione delle competenze acquisite e dell' autonomia progettuale. Alla presentazione segue una discussione con domande rivolte a ciascun componente del gruppo. La valutazione è individuale ed è espressa in trentesimi. Il voto finale dell' esame corrisponde a quello assegnato individualmente alla presentazione del lavoro di gruppo ed è condizionato al superamento del test scritto. Il test scritto e la presentazione di gruppo possono essere svolti in date diverse.

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.