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Anno Accademico 2009/10
01BPCFU
Meccanica dei materiali e della frattura
Corso di L. Specialistica in Ingegneria Civile - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Carpinteri Alberto ORARIO RICEVIMENTO PO ICAR/08 28 28 0 0 6
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ICAR/08 5 B - Caratterizzanti Ingegneria civile
Obiettivi dell'insegnamento
Il corso ha lo scopo di introdurre i concetti e le nozioni fondamentali della Meccanica della Frattura. Definita la fenomenologia del collasso strutturale di tipo fragile e fatti alcuni cenni storici, il corso descrive le metodologie matematiche per la soluzione del problema elastico relativo ad un corpo fessurato. In questo contesto vengono definiti i più rilevanti parametri statici ed energetici, che determinano lo stato di sollecitazione di una fessura coś come la corrispondente condizione di instabilità nei confronti della sua propagazione. Particolare enfasi viene posta agli effetti di scala che riguardano i fenomeni di fessurazione, rottura e frantumazione. Chiudono il corso alcuni esempi di casi concreti.
Prerequisiti
Si richiede il superamento del corso di Scienza delle Costruzioni.
Programma
(A) ELASTICITA' PIANA
1a Settimana
Introduzione al Corso.
Elasticità piana (coordinate cartesiane); Trave-parete.
2a Settimana
Elasticità piana (coordinate polari); Tubo cilindrico di grosso spessore.
Introduzione al codice di calcolo FRANC2D; Calcoli relativi ai casi sin qui considerati (LAIB).
3a Settimana
Lastra tesa con foro circolare; Forza concentrata su semipiano elastico.
Calcoli con il codice FRANC2D relativi ai casi sin qui considerati (LAIB).
4a Settimana
Funzioni analitiche; Metodo di Kolosoff-Muskhelishvili.
Lastra tesa con foro ellittico.

(B) MECCANICA DELLA FRATTURA ELASTICA LINEARE
5a Settimana
Criterio energetico di Griffith.
Metodo di Westergaard o dei potenziali complessi.
6a Settimana
Metodo di Williams o degli sviluppi in serie.
Modellazione numerica delle singolarità tensionali; Calcolo dei fattori di intensificazione degli sforzi; Esempi di propagazione della frattura (LAIB).
7a Settimana
Relazione fra le trattazioni energetica e tensionale; Criteri di diramazione in Modo Misto.
Determinazione sperimentale di KIC, GF.

(C) MECCANICA DELLA FRATTURA NON-LINEARE
8a Settimana
Zona plastica all'estremità della fessura; Effetti dimensionali.
Filmato della prova di flessione su tre punti condotta in laboratorio (LAIB).
9a Settimana
Modello della fessura coesiva; Fenomeno dello snap-back.
Esempi numerici di propagazione della fessura coesiva in Modo I (LAIB).
10a Settimana
Modello del 'bridged crack'; Condizione di minima armatura.
Esempi numerici con il modello del 'bridged crack'; Rinforzo multiplo (LAIB).

(D) EFFETTI DI SCALA
11a Settimana
Teoria di Weibull e approcci probabilistici.
Applicazioni avanzate del modello della fessura coesiva: propagazione della fessura in Modo Misto (LAIB).
12a Settimana
Effetti di scala sulla resistenza a trazione (distribuzione statistica dei difetti).
Applicazioni avanzate del Modello del 'bridged crack': carichi ripetuti (LAIB).
13a Settimana
Modello frattale degli effetti di scala sulla energia di frattura (frattali invasivi).
Modello frattale degli effetti di scala sulla resistenza a trazione (frattali lacunari).
14a Settimana
Legge di Scala Multi-Frattale (MFSL). Normativa internazionale riguardante gli effetti dimensionali.
Bibliografia
Testi adottati:
- Carpinteri, 'Scienza delle Costruzioni', Volume 2, Capitoli 19 e 20, Pitagora Ed., Bologna, 1992.
- A. Carpinteri,'Meccanica dei Materiali e della Frattura', Pitagora Ed., Bologna, 1992.
Testo di riferimento:
- Carpinteri, 'Structural Mechanics: A Unified Approach', Capitoli 19 e 20, Chapman & Hall, 1997.
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Controlli dell'apprendimento / Modalità d'esame
L'esame è orale e verte sui quattro macro-argomenti trattati nel corso.
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2006/07
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