lezioni:70 esercitazion i:30 Ettore ANTONA
PRESENTAZIONE DEL CORSO
Il cor so si proponedipresentare in una vision eunitaria leprobl em atichedellaprogettazione degli aeromobili,perquantoriguarda in particolaregli aspettiaerodinamici, stru ttu ra li, aeroe-lasticie meccanici,esaminateanche nellorodivenirenel progressotecnico.Si forniscono nozio-ni fondamentalisu i fenomeni fisici stru ttu rali o connessicon la realizzazion edegliaeromobili, sui fondamenti scientifici dei metodi impiegati nelle varie fasi del progetto. Si analizzanoi con-cetti ispiratoridellenorme edeiregolamenti nel contestodellaevoluz ione delpen siero su l pro getto degli aeromobili.
Il corso, per sua natura, introduce una visione orga nica di un'attivitàche, nell'industria, ne laboratori e neglienti di ricerca e di controllo, occupa migliaia dispecialisti.Iconcetti cheso nc alla base di tutte questeattività fanno parte della[anna mentische è losco po della amteria.
V'è, tra le fasidel progetto, l'avanprogetto, che nella pratica è condotto da un numeroristrette di persone: esso si basasu nozionied informazioni molto specializzatee viene assuntocom.
"esercitazioneannuale". el corpo delle esercitazioni sono poi inseriteapplicazionidi "calcole str u tturale".
ozioni propedeutiche di Analisi matematica, Meccanica razionale ed applicata, Scienza dell costruzioni, Costruzioni aeronautiche, Aerodinamica, Gasdinamica, Meccanica del vol.
Tecnologia delle costruzioni aeronautiche.
PROGRAMMA
1. LPROBLEMA DEL PROGETTO (811)
1.1 Natura probabilistica degli aspetti centrali del progetto.
1.2 Sicurezza, affidabilità e altri concetti collegati.
1.3 Evoluzione del pensiero sugli aspetti sistemistici del progetto.
lA Sicurezza,durata e affidabilità delle strutture aerospaziali.
1.5 Strategie per la sicurezza.
1.6 Progetto e sua pianificazione.
1.7 Dati sui componenti.
1.8 Valutazione complessiva delle probabilità.
1.9 Logiche decisionali per la sicurezza e altri requisiti.
1.10 Metodologie automatiche per i sistemi.
2. PROGETTO FONDATO SULLA ANALISI DEL RISCHIO(facoltativo) 2.1 Il progetto come processodecisionale ordinato.
2.2 Decisione e rischio.
2.3 Modelli funzionalie probabilità associat e.
2.4 L'albero delle decisioni.
3.SIM ULA Z I ON EESIMILITUDINE FISICA NELPROGETTOAEROSPAZIALE (211) 3.1 Analogiee sim ulaz ione.
3.2 Sim ilitu d ine fisica.
3.3 Similitu d ine strutturale.
3.4 Similitud ine dinamica.
3.5 Ap plicazioni.
3.6 Modelli per prove di sgancio in volo.
4. CONDIZIONAMENTI AMBIENTALI (611) 4.1 Cons id eraz ioni generali sui materiali.
4.2 Com portamento a fatica.
4.3 Elemen ti di meccanica della frattura.
4.4 lateriali per alte temperature.
4.5 Effetti della corrosione e del"fretting" ,
5. NOZIONIDICALCOLO DELLE PROBABILITA'ETEORIA STATISTICA (611) 5.1 Introduzione.
5.2 Definizioni di probabilità.
5.3 Assiomatizzaz ione della teoria.
5.4 Cambiamenti di variabile aleatoria.
5.5 Funzionigeneratrici dei momenti.
5.6 Fu nz ioni caratteristiche.
5.7 Principali Distribuzioni di probabilità.
6. FONDAMENTI DELLA RISPOSTA DINAMICA DEI SISTEMI (611) 6.1 Serie di Fourier e sua generalizzazione.
6.2 Elemen ti di teoria delle funzioni analitiche.
6.3 Trasform ata di Laplace.
6.4 Variabili "random" nel dominio delle frequenze.
6.5 Autocorrelazione.
6.6 Processi casuali gaussiani stazionari.
6.7 Risposta dinamica.
6.8 Teoria dell'informazione e meccanica statistica.
7. STABILITA' DEI SISTEMI (411) 7.1 Introduzione.
7.2 Stabilità secondo Liapunoff.
7.3 Critica delle analisi di stabilità e dei concetti collegati.
7.4 Analisi della stabilità dei sistemi lineari.
7.5 Stabilità dei sistemi conservativi.
B.PROBLEMIDISTABILITA' DELLE STRUTTURE (411) 8.1 Considerazioni generali.
8.2 Problemi nei quali si richiede una analisi dinamica.
8.3 Termini non lineari.
8.4 Stabilità dei sistemi conservativi.
8.5 Ced imen to delle strutture.
9. ILPROBLEMA DELPROGETTO INAERONAUTICA (211) 9.1 Progetto come ottimizzazione.
9.2 Indici di bontà - Indici di carico.
9.3 Fasi del progetto.
9.4 Previsionedi massima del peso. Fattori di ingrandimento.
9.5 Strumenti e metodi.
9.6 Leprove nelle varie fasi del progetto.
9.7 L'ambien te.
LABORATORI E/O ESERCITAZIONI Esercitazionisulla normativa (6h)
- Esame della ormativa vigente.
Esercitazioni strutturali (611) - Problemi di stabilità
Esercitazionidi avamprogetto (6h)
- Articolazione e fasi del progetto aeronautico.
- Previsione del pesomassimo al decollo e del peso a vuoto.
- Progetto preliminare della configurazione.
- In tegrazione del sistema prop ulsivo.
-Requisiti di distanza di decollo e di atterraggio.
- Requisito di velocità massima o di crociera.
- Requisi ti di salita . BIBLIOGRAFIA Testi diriferi m en to:
Dispense indicateed appunt i forniti daldocen te Testi perapprofondimen ti:
B.Etkin,DvnamicsoJFlight,WiIey, Londo n.
Abbot t,von Doen hoff,T1leory of wing Sections, Dover, NY1959.
D.Kuchernan n,The AerodunamicDesign oJAircrafts,Pergam on,1978.
J.
Roskam,AirplaneDesign,Vol. l-VIII,UnivoKan sas,Lawrence.D.Broek,ThePracticalUseoJFractureMechanics, Kluwer,Boston,1988.
F.M.Hoblit,GIIStLoads011Aircrafts: Concepts and Applications, AIAA, Washington, 19 R.Rivello,T1leory and Al1alysisoJFlightStruciures,McGraw -HiII,NY, 1969.
VALUTAZIONE E/O ESAME Esamecom p lessivoal teminedel mod ulo B
MODULOB
EMISEMESTRE:SECONDO Impegno (ore) lezioni: 32 Crediti:4
REQUISITI StessidelModulo A
esercitazioni: 12
PROGRAMMA
1. ntroduzione alle finalitàdel modulo.
2. GLI AEROMOBILI (4h) 2.1 Collocaz ion e fra gli altriveicoli.
2.2 Principidi funzi on amen to edi azionamento.
2.3 Classificazion e.
2.4 Teoriaimpulsiva.
2.5 Elementi descrit tiv i.
3. SICUREZZA, AFFIDABILITA',MANUTENIBILITA'DEGLI AER OMOBI LI 4h) 3.1 Introduzion e.
3.2 Sicurezzain casodi formaz ion edighiaccio
3.3 Sicurezza nelwind -shear,
3.4 Tu rbolenz a atmosferica e carichi di raffica. 4 PROGETTO AERODINAMICO (211)(facoltativo) 4.1 Cam pi e modelli matematici.
4.2 Sostentazioneaerodinamica dei profili alari.
4.3 Caratteristiche aerodinamiche dei profili alari.
4.4 Aerod inamica delle superfici portanti.
4.5 Effetti della comprimibilità.
4.6 Strato limite.
4.7 Aerod inamica interna.
4.8 Mod ern e tendenzedel progetto aerodinamico.
5. PRESTAZIONI, CONTROLLABILITA', MANOVRABILITA' E STABILITA'(facoltativo) 5.1 Definizionie discussione dei requisiti.
5.2 Sistem i di riferimento.
5.3 Lunghezze,superfici, e volumi di riferimento.
5.4 Prestazioni.
5.5 Caratteristiche di volo.
6. PROGETTOSTRUTTURALE(4H) 6.1 Evoluzione della morfologia delle strutture 6.2 Tìpologia dei componenti strutturali.
6.3 Fu nz ioni della struttura.
6.4 Fu nz ioni dei componenti strutturali.
6.5 Sintesi del progetto strutturale.
6.6 Corretta introduzione delle forze.
6.7 Feno meni di concentrazione delle sollecitazioni e delle tensioni.
6.8 Effetti delle interazioni sforzi -forma geometrica.
7. DETERMINAZIONE DEI CARICHI (811) 7.1 La turbolenza atmosferica e i carichi di raffica.
7.1.1 Cenni sulla storia dello studio della turbolenza 7.1.2La raffica discreta.
7.1.3La raffica continua.
7.1.4 Criterio di analisi della missione.
7.1.5Criterio dell'inviluppo.
7.1.6 Criterio combinato.
7.1.7Confronto fra i due metodi.
7.1.8Combinazione dei carichi e condizioni di progetto.
7.2 Altri tipi di carico introdotti nello spettro.
7.2.1 Carichi dovuti a cicliC.A.C.
7.2.2Carichi da manovra.
7.3 Spettri di carico e storia delle tensioni.
7.3.1 Introduzione.
7.3.2Cenni sulle tecniche e i problemi di campionamento 7.3.3Ottenimento degli spettri di carico
7.3.4 Generazione dello spettro a blocchi
7.3.5Spettri di carico standard per le prove di laboratorio.
8. ANALISI DELLE SOLLECITAZIONI(facoltativo) 8.1 Teorie elementari.
8.2 Stati correttivi.
8.3 Metodi di analisi delle strutture.
9. DETERMINAZIONEDEGLI AMMISSIBILI(411) 9.1 Considerazioni generali.
9.2 Accrescimento delle cricche.
9.3 Sollecitazioni ammissibili senzacricche.
9.4 Sollecitazioni ammissibili per resistenza residua.
9.5 Sollecitazioni ammissibili per instabilità strutturale.
10. PROBLEMI AEROELA5nCI (411) 10.1 Considerazioni generali.
10.2 Divergenza.
10.3 Inversione dei comandi.
10.4 F1utter.
10.5 Prove in similitudine in aeroelasticità. 10.6 Sicurezza nei problemi aeroelastici.
LABORATORIE/O ESERCITAZIONI Esercitazioni di calcolo strutturale(1211)
- Esempi d'uso del "principio dei lavori virtuali".
- Calcolo di elementi strutturali semplici attraverso teorie elementari: modelli trave e ipote del guscio rinforzato.
- Stati di sollecitazione e di deformazione di strutture alari nelle ipotesi del semiguscio.
- Svergolamento di cassoni alari.
- Pannellature in presenza di aperture.
- Uso di stati correttivi.-Problemi di stabilità.
BIBLIOGRAFIA La stessa del ModuloA.
ESAM E
L'esame consiste in una prova orale.