Scopo del corso è fornire agli allievi le basi per poter affrontare in modo critico un calcolo di tipici componenti strutturali aeronautici basato sui metodi analitici classici e sul metodo degli elementi finiti. In particolare, il Corso si propone di fornire le metodologie per l'analisi del comportamento statico (calcolo dello stato di sollecitazione) e ai limiti di stabilità (carichi critici e modi di cedimento) di travi in parete sottile e piastre in materiale composito e sandwich, elementi strutturali tipici delle costruzioni aerospaziali. Tra le tecniche numeriche attualmente disponibili, particolare enfasi viene data al metodo degli elementi finiti.

Capacità di eseguire valutazioni preliminari e di dettaglio di stati di tensione e deformazione in tipici componenti strutturali aeronautici.

Il corso utilizza concetti, nozioni e metodologie dei corsi di meccanica di base, calcolo matriciale e numerico, costruzioni aeronautiche.

Generalità sul progetto e l'analisi di una struttura aeronautica - Compiti dell'analisi strutturale - Classificazione dei carichi ' Determinazione dei carichi ' Le prescrizioni regolamentari (criteri di rigidezza, di robustezza e di elasticità; carichi agenti su una struttura: meccanici e termici; fatica) - La sicurezza strutturale (criteri di progetto) ' Materiali ' Funzioni ed evoluzione tipologie strutturali principali componenti - Richiami sulla teoria delle travi a semiguscio - Teoria della piastra di Kirchhoff ' Travi e piastre sandwich - Studio della stabilità dell'equilibrio - Introduzione al metodo degli elementi finiti (FEM) ' Elementi finiti monodimensionali (asta, barra, trave) - Elementi finiti bidimensionali membranali ' Formulazione FEM degli effetti termici.

Tracciamento dei diagrammi delle caratteristiche di sollecitazione su strutture a travi.
Studio di sezioni a semiguscio soggette a sforzo normale, taglio e momento flettente, momento torcente.
Introduzione all'uso di MATLAB (principali comandi e Calcolo matriciale).
Risoluzione con MATLAB del problema della piastra rettangolare, cross-ply simmetrica, semplicemente appoggiata e caricata trasversalmente.
Carichi critici di travi compresse e di piastre rettangolari compresse e sollecitate a taglio.
Scrittura di un programma MATLAB per l'analisi FEM di travature reticolari piane (elementi ROD), di travature piane (elementi BEAM) e di membrane (elementi CST).

a) Testo di riferimento per il corso:
Appunti forniti dal docente.
b) Per approfondimenti e ulteriore consultazione:
Gli allievi interessati ad approfondire gli argomenti trattati nel corso possono utilmente consultare i seguenti libri:
T.H.G. Megson, Aircraft Structures, E. Arnold Ed., 1990.
R.M. Jones, Mechanics of Composite Materials, McGraw-Hill Kogakusha, Ltd., 1975.
G.J. Simitses, An Introduction to Elastic Stability of Structures, Printice-Hall, Inc., 1976.
O.C. Zienkiewicz, The Finite Element Method, McGraw-Hill Book Company, Ltd., 1986.
J.N. Reddy, An Introduction to the Finite Element Method, McGraw-Hill Book Company, Ltd., 1984.

L'esame consta di una prova scritta e di un colloquio orale. Per poter sostenere il colloquio orale bisogna aver superato lo scritto con almeno 15/30. Il colloquio orale deve essere sostenuto in un appello della sessione in cui si è superata la prova scritta. L'esame si considera superato se la media aritmetica delle votazioni ottenute nelle due prove è non inferiore a 18/30. L'esito negativo del colloquio orale comporta il decadimento del voto ottenuto nella prova scritta.
Di norma l'esame scritto consiste nella risposta a non più di sei domande nel tempo max di 120 minuti. Il colloquio orale dura circa un quarto d'ora e di norma consiste in due domande poste a ogni candidato, di cui una finalizzata ad approfondire gli argomenti sviluppati nelle esercitazioni.