Il corso si propone di fornire ai dottorandi una panoramica delle principali tecniche per l'analisi di strutture composite modellate come travi, piastre e gusci. L'analisi di tali strutture presenta notevoli complessità (specialmente riguardo all’analisi di tensioni fuori dal piano) e può comportare costi computazionali significativi. Per questo motivo, il corso si concentra sulla presentazione di teorie e metodi agli elementi finiti capaci di coniugare accuratezza dei risultati ed efficienza computazionale. Nel corso, si avrà una breve introduzione alle strutture composite e al loro impiego in ambito aerospaziale, per poi affrontare le teorie classiche e avanzate per l'analisi di strutture mono e bi-dimensionali, includendo gli approcci Equivalent Single Layer (ESL) e Layer-Wise (LW). Vengono quindi trattati la modellazione avanzata di strutture uni-dimensionali, i problemi di locking negli elementi finiti e le relative strategie di mitigazione, con particolare riferimento agli elementi di ordine elevato basati sui polinomi di Lagrange e Legendre. La parte centrale è dedicata all'analisi accurata delle tensioni trasversali in strutture laminate, con casi di studio su strutture sandwich e sul fenomeno del free-edge, e all'analisi dinamica. Il corso si conclude con l'introduzione al concetto di Node-Dependent Kinematics (NDK) e cenni ai problemi multicampo, quali piezoelettricità e analisi termica.

Sono richieste conoscenze di base di meccanica delle strutture, scienza delle costruzioni e metodo degli elementi finiti. È utile, ma non indispensabile, una conoscenza preliminare di modellazione numerica, analisi strutturale lineare, teoria delle travi e delle piastre.

Il corso si propone di illustrare le principali teorie agli elementi finiti per l'analisi di strutture laminate composite, con riferimento a travi, piastre e gusci. Vengono trattate sia le teorie classiche che quelle avanzate, insieme alle problematiche tipiche della formulazione FEM e alle strategie per mitigarle. Particolare attenzione è dedicata alla tecnica Node-Dependent Kinematics (NDK), che consente di selezionare la teoria strutturale più adatta per ciascun nodo. La parte conclusiva è dedicata ad applicazioni in diversi contesti di analisi strutturale, tra cui statica, dinamica, non lineare e multicampo. Il programma si articola nei seguenti argomenti: • Breve introduzione alle strutture composite e al loro impiego in ambito aerospaziale. • Teorie classiche e avanzate per l'analisi di strutture mono e bi-dimensionali, con introduzione agli approcci Equivalent Single Layer (ESL) e Layer-Wise (LW). • Modellazione avanzata di teorie strutturali uni-dimensionali. • Problemi di locking negli elementi finiti e strategie di mitigazione. • Elementi finiti di ordine elevato basati sui polinomi di Lagrange e Legendre per la modellazione avanzata e il contrasto ai fenomeni di locking. • Modellazione avanzata di travi, pannelli e gusci mediante elementi di alto ordine nell'ambito del FEM. • Analisi accurata delle tensioni trasversali in strutture laminate, con casi di studio su strutture sandwich e fenomeno del free-edge. • Applicazione all'analisi dinamica delle strutture. • Introduzione al concetto di Node-Dependent Kinematics (NDK) e sua applicazione a strutture 1D e 2D per casi statici e dinamici. • Cenni all'applicazione a problemi multicampo, con riferimento alla piezoelettricità e all'analisi termica.

In presenza

Presentazione report scritto

P.D.2-2 - Marzo