I materiali compositi sono caratterizzati dal possedere proprietà meccaniche, fisiche, chimiche modulabili in funzione delle esigenze primarie della struttura complessiva, offrendo così all'ingegnere diversificate soluzioni progettuali. Il corso propone principi fondamentali e modelli micromeccanici concernenti le principali caratteristiche meccaniche ed i meccanismi di danneggiamento di questi materiali.

Ci si attende che lo studente acquisisca le conoscenze necessarie per 'progettare' un materiale composito di cui siano prefissati (indicando una forcella di valori) le caratteristiche meccaniche e le altre principali proprietà fisiche e chimiche.

Chimica, fisica, elementi di matematica. Conoscenze di base su materiali metallici, polimerici e ceramici. Scienza e tecnologia dei materiali compositi I.

Comportamento elastico di compositi con rinforzante continuo - Leggi di Voigt e Reuss- Utilizzo della regola delle miscele per la previsione di altre proprietà fisiche -Equazioni di Tsai Halpin ' Modello 'Shear Leg' di Cox ' Effetto del rapporto di forma del rinforzante e suo valore critico ' Dipendenza della rigidità dalla direzione per singole lamine di composito e laminati ' Tensioni residue nei compositi ' Controlli non distruttivi su materiali compositi (ultrasuoni, radiografia ecc.) ' Misura della resistenza a trazione di fibre continue ' Resistenza delle fibre: approccio statistico, funzioni di Weibull ' Resistenza di fibre multifilamento ' Dipendenza della resistenza dalla lunghezza delle fibre ' Modelli micromeccanici di resistenza di lamine e laminati in materiale composito con fibre continue ' Criteri di frattura ' Metodi sperimentali di misura della resistenza di interfacce ' Resistenza di compositi con rinforzante discontinuo: modello 'Shear Leg' modificato, modello di Arsenault e Shi (per MMCs) ' Cause ambientali di degrado di compositi a matrice polimerica, metallica e ceramica ' Creep di materiali compositi ' Resistenza alla corrosione di MMCs ' Cause di degrado delle interfacce matrice/rinforzante ' Tenacità di compositi: interazione tra cricca e fibra e relativo lavoro di debonding, post-debonding e pull-out ' Meccanismi di tenacizzazione in compositi con rinforzante discontinuo e matrice ceramica ' Comportamento a fatica di compositi a matrice polimerica, metallica e ceramica.

Utilizzo di semplici modelli di calcolo per la previsione del comportamento di materiali compositi.

a) Testo di riferimento per il corso: Materiali Compositi per l'Ingegneria, C. Badini, Celid
b) Per approfondimenti: Comprehensive Composite Materials, Elsevier (6 volumi disponibili presso la Biblioteca centrale di Ingegneria).

L'esame si articola in una prova scritta ed una successiva prova orale. La prova scritta (della durata indicativa di 120 minuti) si articola in quesiti di tipo teorico e esercizi di calcolo. Lo studente è tenuto a sostenere la prova orale nel caso che la prova scritta non sia stata sostenuta o superata, nonché quando sia intenzione dello studente migliorare il punteggio acquisito con la prova scritta.