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Anno Accademico 2009/10
01LNRFQ
Materiali e tecnologie per applicazioni spaziali
Corso di L. Specialistica in Ingegneria Aerospaziale - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Montanaro Laura ORARIO RICEVIMENTO PO ING-IND/22 74 8 2 0 3
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/04
ING-IND/22
2.5
5
B - Caratterizzanti
C - Affini o integrative
Ingegneria aerospaziale ed astronautica
Discipline ingegneristiche
Esclusioni:
01KBD; 02FKW
Obiettivi dell'insegnamento
Il modulo ING-IND 22 (Scienza e Tecnologia dei materiali) innanzi tutto é volto al completamento dei contenuti dell'insegnamento di Scienza e Tecnologia dei materiali offerto al 1° livello di formazione, che fornisce una formazione di base sui materiali per l'Ingegneria industriale, secondo le disposizioni della I Facoltą di Ingegneria. In questo secondo modulo vengono forniti nuovi strumenti di conoscenza dei materiali, approfondendo in particolar modo quelle classi di materiali (ceramici, polimeri, compositi) che non erano state oggetto dell'insegnamento precedente, con particolare enfasi alle applicazioni industriali attuali e prossime nel settore 'Spazio'. Precede il modulo di ING-IND04 (Costruzioni e Strutture aerospaziali), tenuto dal Prof. Frulla.
Competenze attese
Capacitą avanzate di comprensione del comportamento e di valutazione delle potenzialitą di impiego delle differenti tipologie di materiali per la progettazione di componenti e strutture per applicazioni spaziali
Prerequisiti
Scienza e tecnologia dei materiali (Corso di 1° livello).
Programma
Breve richiamo alle leghe metalliche per applicazioni spaziali e alle tecnologie di trasformazione.
Materiali ceramici (ossidici silicatici e non silicatici; non ossidici) e vetrosi. Principali formatori e modificatori di vetro. Tecnologie di produzione di componenti. Materiali ceramici ingegneristici. Il loro comportamento meccanico e termo-meccanico.Tecniche di formatura di materiali ceramici. La sinterizzazione. Descrittiva di alcuni principali materiali ossidici e non ossidici. Sistemi di protezione termica (TPS): evoluzione dai primi sistemi ablativi ai materiali di protezione termica dell'Orbiter dello Space Shuttle. Nuove prospettive di materiali per protezioni termiche (UHTC, ...). Spruzzatura termica e realizzazione di rivestimenti a barriera termica (TBC). Altre applicazioni per il settore aeronautico e spaziale: materiali per l'opto-elettronica, protezioni balistiche, altre applicazioni funzionali (piezoelettrici, sensoristica,...).
Materie plastiche: termoplastici, termoindurenti ed elastomeri. Tecniche di polimerizzazione. Il comportamento meccanico dei materiali polimerici. Tecnologie di produzione dei componenti. Descrittiva dei principali materiali termoplastici e resine termoindurenti. I nuovi materiali polimerici per elevate temperature di impiego. Adesivi strutturali, vernici protettive, lubrificanti. Materiali per la realizzazione delle strutture gonfiabili. Materiali per il tessile intelligente (tute protettive e di monitoraggio)
Materiali compositi: principi di progettazione con CMC, PMC, MMC. Compositi a fibre corte e lunghe: determinazione del volume critico di fibre, lunghezza critica di fibra. Ruolo dell'interfaccia. Meccanismi di tenacizzazione. Le principali fibre e matrici per compositi. Tecnologie di produzione di compositi. Problematiche di processo. I compositi strutturali (laminati, sandwich).
Le problematiche di durabilitą (interazione con radiazioni, tensione di vapore, erosione da ossigeno, infragilimento da idrogeno,..). Lo sviluppo di nuovi materiali: nanomateriali e nanocompositi. Materiali per applicazioni criogeniche. Materiali a memoria di forma . (Prof. Laura Montanaro)

Architetture convenzionali dei veicoli spaziali: lanciatori e navette, loro serbatoi. Principali processi produttivi e metodi per la giunzione, difettologia ed effetti sugli ammissibili, introduzione ai problemi della fatica e della meccanica della frattura. Danneggiamenti e riparazione nei compositi, metodi di collegamento, effetti ambientali, cenni all'impatto di micro-meteroriti, cenni sui sistemi ad alta stabilitą dimensionale. Introduzione ai sistemi gonfiabili/deployable, moduli abitativi. Introduzione al controllo di qualitą. (Prof. Giacomo Frulla)
Bibliografia
a) Testo di riferimento per il corso:
L. Montanaro, S Toppan, A. Borsarelli, I materiali per l'ingegneria: la tecnologia dei materiali, Celid, Torino (1999)

b) Per approfondimenti ed ulteriore consultazione:
AIMAT, Manuale dei materiali per l'Ingegneria, Mc Graw & Hill (1996)
Verifica la disponibilita in biblioteca
Controlli dell'apprendimento / Modalitą d'esame
L'esame consiste in una prova scritta. Facsimili di questa prova vengono forniti agli studenti preventivamente e commentati dal docente durante il corso.
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2009/10
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