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| wikitelaio2016:programma [2016/06/09 17:27] – [Metodo degli elementi finiti per applicazioni strutturali] ebertocchi | wikitelaio2016:programma [2016/06/09 18:13] (versione attuale) – [Metodo degli elementi finiti per applicazioni strutturali] ebertocchi | ||
|---|---|---|---|
| Linea 1: | Linea 1: | ||
| + | WORK IN PROGRESS | ||
| + | ====== Programma del corso ====== | ||
| + | a consuntivo | ||
| + | |||
| + | ===== Architetture di telai, nomenclatura e specifiche===== | ||
| + | Il telaio per l' | ||
| + | * Evoluzione del telaio, cenni storici. | ||
| + | * Classificazione delle soluzioni costruttive. | ||
| + | * Aspetti favorevoli e sfavorevoli delle varie soluzioni costruttive. | ||
| + | * Specifiche e missioni del telaio | ||
| + | * Denominazione vani, allestimenti e componenti caratteristici space frame | ||
| + | * Rigidezza torsionale ed efficienza torsionale | ||
| + | |||
| + | I crash test: | ||
| + | * tipologie di crash test previste da normativa EuroNCAP | ||
| + | * soluzioni progettuali specifiche per missioni crash | ||
| + | |||
| + | Definizione target di rigidezza veicolo, seminario ing. Di Cecco | ||
| + | * ... | ||
| + | * ... | ||
| + | Le materie plastiche nell' | ||
| + | * ... | ||
| + | * ... | ||
| + | |||
| + | |||
| + | //Materiale didattico//: | ||
| + | |||
| + | ===== Richiami di teoria delle strutture trabeiformi ===== | ||
| + | Caratteristiche di sollecitazione in strutture trabeiformi spaziali. | ||
| + | * Definizione delle caratteristiche di sollecitazione per equilibrio in strutture staticamente determinate. | ||
| + | * Curvatura di travi sollecitate a momento flettente //non// allineato ad assi principali d' | ||
| + | * Stati tensionali e deformativi in solidi elastici, cenni; | ||
| + | * Stati tensionali indotti dalle caratteristiche di sollecitazione: | ||
| + | * Momenti flettenti | ||
| + | * Sforzo normale | ||
| + | * Taglio in sezioni piene e in parete sottile aperta: formula di Jourawsky; | ||
| + | * Taglio in sezioni a parete sottile chiusa generica: risoluzione energetica dell' | ||
| + | * Torsione in sezioni circolari piene e cave; | ||
| + | * Torsione in sezioni a parete sottile aperte e chiuse; | ||
| + | * Azione di taglio su trave composta sottoposta a flessione a tre punti ([[wikitelaio2016: | ||
| + | * Energia interna sul tratto di trave sollecitato; | ||
| + | * Teorema di Castigliano; | ||
| + | * Risposta di strutture simmetriche a comportamento lineare a sistemi di sollecitazione simmetrici e antisimmetrici; | ||
| + | * Torsione in travi a warping ristretto, effetto Vlasov (discussione risultati esercitazione FEM) | ||
| + | * Esempio svolto: caratteristiche di sollecitazione nel telaietto rettangolare vincolato e caricato come da prova di rigidezza torsionale. | ||
| + | |||
| + | |||
| + | ===== Utilizzo del manipolatore algebrico ===== | ||
| + | per la soluzione di semplici strutture | ||
| + | |||
| + | Manipolatore algebrico Maxima | ||
| + | * struttura listato maxima | ||
| + | * assegnazione espressioni con '':'' | ||
| + | * valutazione implicita, comando '' | ||
| + | * istruzioni '' | ||
| + | * soluzione di sistemi di equazioni lineari con '' | ||
| + | * istruzioni '' | ||
| + | * utilizzo liste; istruzioni '' | ||
| + | * istruzioni '' | ||
| + | * istruzioni '' | ||
| + | * assegnazione di funzioni: istruzioni '' | ||
| + | * istruzione '' | ||
| + | * istruzioni | ||
| + | * < | ||
| + | * < | ||
| + | * < | ||
| + | * < | ||
| + | * istruzione '' | ||
| + | * funzioni per visualizzazione grafici, istruzione '' | ||
| + | * integrazione numerica con '' | ||
| + | * istruzioni '' | ||
| + | |||
| + | Esempi svolti: | ||
| + | * rigidezza torsionale di un telaietto rettangolare a sezione circolare cava uniforme; | ||
| + | * rigidezza della maglia triangolare: | ||
| + | |||
| + | //Materiale didattico:// | ||
| + | |||
| + | //Materiale didattico complementare:// | ||
| + | ===== Metodo degli elementi finiti per applicazioni strutturali ===== | ||
| + | * Elementi finiti triangolari 3 nodi in stati piani a spostamento lineare / deformazione uniforme: | ||
| + | * campo degli spostamenti e funzioni di forma | ||
| + | * derivazione dello stato deformativo | ||
| + | * derivazione dello stato tensionale | ||
| + | * matrice di rigidezza di elemento | ||
| + | * relazione tra matrice di rigidezza e reazione elastica dell' | ||
| + | * Integrazione numerica su domini 1d e 2d per quadratura gaussiana | ||
| + | * procedura per ricavare pesi e coordinate dei punti di Gauss per quadratura ad 1 e 2 punti | ||
| + | * Elementi finiti isoparametrici 4 nodi in stati piani | ||
| + | * funzioni di forma | ||
| + | * mappatura tra coordinate locali e globali | ||
| + | * discussione della continuità degli spostamenti tra elementi contigui | ||
| + | * matrice jacobian*a* della trasformazione e suo determinante (jacobian*o*) | ||
| + | * forme interpolate per gli spostamenti | ||
| + | * derivazione dello stato deformativo | ||
| + | * derivazione dello stato tensionale | ||
| + | * definizione formale integrale della matrice di rigidezza di elemento | ||
| + | * procedura di integrazione gaussiana applicata al calcolo della matrice di rigidezza dell' | ||
| + | * elementi sottointegrati e moti di // | ||
| + | * Procedure di assemblaggio e di vincolamento | ||
| + | * Riduzione dei carichi distribuiti di volume, superficie o lato a carichi concentrati nodali per equivalenza energetica | ||
| + | * interpretazione approssimata ad aree di influenza nodali | ||
| + | * Esempio di modellazione FEM complessa: sezione di trave a torsione | ||
| + | * vincolamento di antisimmetria | ||
| + | * imposizione di rotazione con libero warping mediante RBE2 parzializzato nei gdl resi dipendenti. | ||
| + | * identificazione moto di corpo rigido residuo e risoluzione della labilità per posizionamento | ||
| + | * Relazioni di dipendenza tra gradi di libertà (Multi Point Constaints): | ||
| + | * servo link o vincolo di dipendenza lineare | ||
| + | * link di corpo rigido RBE2 | ||
| + | * link di carico distribuito RBE3 | ||
| + | * differenze tra RBE2 e RBE3 | ||
| + | * Dinamica dei sistemi discretizzati ad n gradi di libertà: | ||
| + | * Definizione della matrice massa per l' | ||
| + | * Risposta di strutture discretizzate a sollecitazioni periodiche e in armoniche in particolare | ||
| + | * Estrazione modi e frequenze proprie | ||
| + | * Calcolo della risposta a sollecitazione periodiche mediante sovrapposizione modale | ||
| + | * caratterizzazione dello smorzamento in sistemi continui discretizzati | ||
| + | * caratterizzazione simmetrica e antisimmetrica dei modi propri di strutture simmetriche | ||
| + | * Lettura dei risultati di un' | ||
| + | * Teoria delle piastre ed elementi shell | ||
| + | * gradi di libertà e funzioni di forma per l' | ||
| + | * punti di integrazione gaussiana e campionamento tensioni/ | ||
| + | * singolarità del grado di libertà di rotazione normale al piano di piastra (drilling) | ||
| + | * Utilizzo di laminati compositi in codici ad elementi finiti | ||
| + | * definizione della lamina come materiale omogeneo ortotropo; considerazioni sui moduli elastici fuori piano $E_{33}$, | ||
| + | * definizione di un laminato come sequenza di lamine | ||
| + | * stratificazione dei punti di integrazione in elementi piastra in laminato composito | ||
| + | * definizione delle orientazioni di elemento | ||
| + | * Carichi concentrati nodali e problemi di singolarità tensionale, deformativa e di spostamenti; | ||
| + | * Calcolo ad elementi finiti di meccanismi, seminario ing. Cocchi | ||
| + | * ... | ||
| + | * ... | ||
| + | * Modellazione massa concentrata equivalente mediante singolo elemento isoparametrico esaedrico 8 nodi e vincolo cinematico RBE2 | ||
| + | * Equilibratura mediante forze inerziali di modelli a libera traslazione caricati in forma non autoequilibrata: | ||
| + | * Fenomeni di instabilità in strutture elastiche continue e discretizzate | ||
| + | * nonlinearità di grandi rotazioni | ||
| + | * percorsi di equilibrio, risposta lineare elastica, biforcazioni | ||
| + | * predizione del punto di crisi per la soluzione lineare elastica in strutture discretizzate agli elementi finiti: Linearized Pre Buckling Analysis (procedura presentata in 2 varianti) | ||
| + | * comportamento della struttura in prossimità di tale punto critico, casistica. | ||
| + | * effetto di una perturbazione geometrica della struttura in relazione al carico critico | ||
| + | * Esempio presentato della piramide sottoposta a carico in punta, variazioni progettuali a fronte di una predetta instabilità della struttura base. | ||
| + | * Una condizione necessaria affinché le predizioni ottenute mediante Linearized Pre-Buckling analysis risultino affidabili | ||
| + | |||
| + | //Materiale didattico:// | ||
| + | |||
| + | |||
| + | ===== Introduzione ai materiali compositi ===== | ||
| + | * classificazione | ||
| + | * materiali utilizzati per i rinforzi fibrosi in compositi a matrice polimerica | ||
| + | * tecnologie produttive per componenti in composito a fibra lunga | ||
| + | * hand layup con fibra secca o preimpregnata + autoclave | ||
| + | * filament winding | ||
| + | * Resin Transfer Molding | ||
| + | * hand layup con fibra preimpregnata + stampi (press preg) | ||
| + | * braiding | ||
| + | * micromeccanica della lamina e regola delle miscele per compositi a fibra lunga | ||
| + | * densità, modulo elastico in direzione fibra e coeff. di Poisson | ||
| + | * modulo elastico trasversale, | ||
| + | * carico critico in direzione fibra e in direzione traversa | ||
| + | * < | ||
| + | * Criteri di rottura per laminati compositi a fibra lunga | ||
| + | * Criterio delle massime componenti di tensione | ||
| + | * Criterio della Massima Energia di Distorsione (Tsai-Hill) | ||
| + | * Laminati simmetrici, bilanciati, quasi isotropi: definizioni | ||
| + | * Materiali compositi in Formula 1 (seminario ing. Torricelli) | ||
| + | * ... | ||
| + | * ... | ||
| + | |||
| + | |||
| + | //Materiale didattico//: | ||
| + | |||
| + | ===== Approfondimenti ===== | ||
| + | Teoria delle piastre sottili | ||
| + | * Ipotesi cinematiche secondo Kirchhoff | ||
| + | * spostamenti e rotazioni | ||
| + | * derivazione stato deformativo | ||
| + | * quotaparte membranale e flesso-torsionale di deformazione; | ||
| + | * ipotesi di tensione piana da cui stato tensionale | ||
| + | * integrazione dello stato tensionale lungo lo spessore, caratteristiche di sollecitazione | ||
| + | * matrice di legame elastico tra quotaparti membranali e flessionali di deformazione e sollecitazione | ||
| + | * proprietà di tale legame elastico in piastre omogenee isotrope con piano di riferimento coincidente con piano medio | ||
| + | * estensione a laminati non omogenei | ||
| + | * Ipotesi cinematiche secondo Ressner-Mindlin | ||
| + | * | ||
| + | |||
| + | Ottimizzazione strutturale: | ||
| + | * ... | ||
| + | * ... | ||
| + | |||
| + | |||
| + | Condizioni di simmetria e antisimmetria della sollecitazione in strutture costruttivamente simmetriche. | ||
| + | |||
| + | Gestione dei moti di corpo rigido residui in una struttura nel caso i carichi non attivino la labilità; vincoli di posizionamento. | ||
