Il corso è strutturato come segue: 0. Introduzione al Metodo degli Elementi Finiti (Definizioni di base e richiami ai fondamenti della meccanica del continuo.) (2 h) 1. Fondamenti di Rotordinamica (Comportamento fisico dei sistemi rotanti, rotori rigidi e flessibili. Fenomeni classici quali sbilanciamento, effetti giroscopici, velocità critiche e modello del rotore di Jeffcott.) (2 h) 2. FEM classico per strutture rotanti (Formulazioni FEM tradizionali per rotori, inclusi elementi trave di Euler–Bernoulli e Timoshenko, e derivazione delle matrici di massa, rigidezza, giroscopica e spin-softening. Modellazione di dischi, alberi e supporti, con evidenza dei limiti degli approcci classici.) (2 h) 3. Modelli di ordine superiore (Modelli 1D, 2D, 3D e multidimensionali, equazioni di governo lineari e nonlineari.) (2 h) 4. Approccio linearizzato vs nonlineare per analisi rotordinamiche (Discussione delle nonlinearità geometriche e degli effetti di pre-stress. Descrizione software e applicazioni.) (2 h) 5. Dinamica Multibody (Introduzione ai moltiplicatori di Lagrange per accoppiare corpi differenti, inclusi componenti rigidi e flessibili. Casi studio e applicazioni.) (2 h)

È richiesta una conoscenza di base della meccanica delle strutture, del metodo degli elementi finiti e della rotordinamica. Una precedente familiarità con la modellazione numerica, l’analisi strutturale lineare e nonlineare, e con le teorie di travi, piastre, gusci e solidi è utile ma non strettamente necessaria. Conoscenza di ambienti di programmazione scientifica come MATLAB, Fortran o Python, così come esperienza con software FEM commerciali quali Abaqus, Ansys o Nastran, può facilitare la comprensione degli esempi numerici presentati durante il corso.

Il corso fornisce un’introduzione ai fondamenti teorici e numerici della rotordinamica, con particolare attenzione alle formulazioni agli elementi finiti per sistemi rotanti, quali rotori flessibili, alberi, dischi e pale di turbine eoliche. L’obiettivo è sviluppare una comprensione approfondita degli strumenti fondamentali del Metodo degli Elementi Finiti (FEM) necessari per modellare strutture rotanti in applicazioni aeronautiche ed energetiche. Il corso mira inoltre a offrire una panoramica di modelli agli elementi finiti di ordine superiore, tipicamente non trattati nei programmi di laurea magistrale, e applicabili a diversi settori dell’ingegneria. Sebbene le metodologie presentate abbiano carattere generale, le applicazioni e gli esempi riguarderanno principalmente l’analisi strutturale. Partendo dai modelli classici di rotore (rotore di Jeffcott, formulazioni tradizionali basate su elementi trave), il corso introduce un nuovo framework di modellazione basato sulla Carrera Unified Formulation (CUF). Modelli trave, piastra, guscio, solidi e multidimensionali di ordine elevato vengono presentati come un approccio unificato e gerarchico, capace di descrivere accuratamente stati di tensione tridimensionali (3D) e comportamenti dinamici complessi, incluse le nonlinearità geometriche. Una parte centrale del corso è dedicata alle formulazioni linearizzate e nonlineari, mettendo in evidenza i limiti degli approcci lineari nell’analisi di rotori, pale e dischi flessibili soggetti a grandi deformazioni, pre-tensioni o condizioni operative estreme. Il corso introduce inoltre una metodologia multibody per l’analisi della risposta dinamica di sistemi complessi composti da componenti rigidi e flessibili. Vengono anche discusse strategie avanzate global–local per la valutazione accurata dei campi di tensione 3D in regioni critiche. Il corso integra teoria, formulazione numerica e casi studio reali tratti da applicazioni aeronautiche ed energetiche, offrendo ai partecipanti una prospettiva completa e moderna sulla rotordinamica e sulla modellazione agli elementi finiti ad alta fedeltà.

In presenza

Presentazione report scritto

P.D.2-2 - Maggio