VALU TAZI ONE E/O ESAME

AI term ine del primo emisemestreèpossibileuna valutazione scrittasui contenuti del modulo A cons isten te nella analisi di una struttura isostaticavolta a determinare le reazioni vincolarì, interneed esterne, ed i diagrammi delle tre sollecitaz ioni (M, ,T) in tutte gli elementi (travi el obielle)componenti la struttura.A completamento dei diagrammièrichiesto il tracciamento dellacurva delle pressionie e la verifica, col principio dei lavori virtuali, di alcune reazioni vin-colari interne o esterne. Quest'ultima domanda ha anche lo scopo di accertare le capacità acqui-sitenell'analisicinematica dellestru ttu re. In casodi esito favorevole,i contenuti del modulo A nonsaran no più oggetto di verifica alla fine del semestre. Questa valutazioneparzialeè possi-bile soltan to in questa occasione: lo studente che non la utilizzao non lasu pera dovrà sottopor-si all'es ame complessottopor-sivo.

MODULO B: ANALISI DELLE STRUTIURE E DELLE LORO MODALITA' DI COLLASSO

EM / SEM EST R E: SECONDO

Impegno(ore) lezioni:20

Crediti : 4

esercitazioni: 30

REQUISITI

Èopportu na una buona conoscenza degli argomenti di Analisi I e II, Geometria, Fisica I e 1eccanica Razionale.

PROGRAMMA

1. (3ore)Solido di Saint Venant: sollecitazione di taglio nelle sezioni sottili, possibile non-orto-gonalità energetica tra Tx e Ty, taglio deviato.

2. (2ore)Verifiche di resistenza nel solido di Saint Venant. Teoria tecnica della tra ve: rapporto tra deformazione flettente e tagliante; equazioni cinematiche, statiche e costitutive per la trave (rettilinea e curva).

3. (4ore)Il principio dei lavori virtuali applicato ai sistemi di travi: determinazione degli spo-stamenti nelle strutture isostatiche e risoluzione delle strutture iperstatiche. Il teorema di Castigliano, il teorema di Menabrea.

4. (5ore)Calcolo automatico, con il metodo degli spostamenti dei telai piani.Cenni sulla applicazione di questo approccio alle strutture reticolati, piane e spaziali, ai grigli ti ed ai telai spaziali.

5. (6ore) Fenomeni di collasso strutturale: instabilità dell'equilibrio elastico (limiti di validità della formula di Eulero, tra ve rettilinea con varie condizioni di vincolo, instabilità locale e glm baie), meccanica della frattura (analisi energetica di Griffith).

LABORATORI E/O ESERCITAZIONI

1. (lO ore)Esercizi sul solido di Saint Venant.

2. (4ore)Il principio dei lavori virtuali applicato ai sistemi di travi: distorsioni termiche e cedi·

menti vincolari, strutture reticolari iperstatiche, archi e anelli.

3. (4ore)Sistemi di travi iperstatici: simmetria ed anti-simmetria assiale e polare.

4. (lO ore) La risoluzione di strutture iperstatiche con il metodo dei telai piani: il caso a nod fissi, il caso a nodi spostabilì,l'iperstaticità assiale.

5. (2ore)Esercizi sull'instabilità dell'equilibrio elastico.

BIBLIOGRAFIA

A. CARPINTERl,Scienza delle Costruzioni, Vol.lI, Ed. Pitagora, Bologna, 1995.

Vedi anche i testi elencati a proposito del modulo A.

ESAME

AI termine del secondo emisemestre, coloro che hanno superato la valutazione realtiva a modulo A sono ammessi alla valutazione scritta sui contenuti del modulo B, consistente nell.

analisi di una struttura iperstatica volta a determinare i diagrammi delle tre sollecitazion (M, ,T) in tutte gli elementi (travi e/ o bielle) componenti la struttura. A completamentode diagrammièrichiesto il tracciamento della curva delle pressionie ed il tracciamento qualitativ della deformata elastica.

Èinoltre prevista una seconda domanda riguardante la sezione di un solido di Saint Venan Essa può riguardare uno stato tensionale indotto da una sollecitazione di TaglioTorsione oppure da una sollecitazione di sforzo normale eccentrico. In questo secondo caso può anch essere richiesto il tracciamento della regione di nocciolo.

Coloro che hanno superato le valutazioni scritte relative ai moduli A e B possono completar l'esame sostenendo la prova orale nell'ambito della prima sessione Per coloro che non hann superato le valutazioni realtive ai moduli A e B (o che non hanno ritenuto di sfruttarne la poss bilità)l'esame finale sarà costituito da un unica prova scritta sugli argomenti illustrati in precI denza a proposito delle due valutazioni di esonero.

Quanto segue vale per tutte le prove scritte, siano esse di valutazione internedia o di esame.

Per ciascun esercizio sono previsti due gruppi di domande. Per raggiungere la sufficienza necessario rispondere correttamente almeno al primo gruppo di domande per ogni esercizi:

Si suggerisce di attrezzarsi convenientemente per lo svolgimento della prova scritta (cari quadrettata, squadra, ecc.). Si segnala invece che nonèpermesso l'uso di testi ed appunti, rr

solo l'uso dei formulari che verranno presentati ad esercitazione. Per essere ammessi all'orale è necessario ottenere, nella prova scritta, una votazione maggiore o uguale a 15/30.In ogni casoil voto finaleèla media tra quello ottenuto nella prova orale e quello ottenuto nella prova scritta.

Quanto seg ue vale solo nel caso di esame unico finale.Per la prova scritta vengono concesse 3,5 ore,perleprime 2 ore nonèpossibile lasciare l'aula.Èpossibile ripetere la prova scritta rispet-tand ole limitazioni stabilite dal Consiglio di Facoltà.

Laprova orale può essere sostenuta nei giorni subito successivialla prova scritta oppure nel-l'ap pello immediatamente successivo.

84620 SCIENZA E TECNOLOGIA DE I MATERIALI AERONAUTICI

lezioni:80 laboratori:20

PRESENTAZIONE DEL CORSO

Il corso si propon edifornireuna cultura tecn ico-scientificadibase sui materialiper applicazio-ni aeronautiche ed aerospaziali, con particolare enfasialle correla zioniesist enti tra stru ttu ra, microstrutturae prestazionedel materiale, sottolineandoquindi lepotenzialitàdi progettazio-ne con vecchi e nuovi materiali attraversoun controllo delleloro caratteristichemicro struttura-li.Segueuna trattazione sistematica dei materiali per costruzioniaeronautiche ed aero spaziali, sud d ivisi nelle 4 categorie:metalli,ceramici, materie plastiche,compositi, con una sin tetica descrizionedelle più comuni tecnologie di trasformazi on e.

MODULO A: LA SCIENZA DEI MATERIALI AERONAUTICI ED AEROSPAZIALI

EMI5EME5TRE: PRIMO Impegno (ore) lezioni: 35 Crediti: 4

REQUISITI

ozioni di chimica e fisica.

laboratori: 10

PROGRAMMA

Classificazionedei materiali; criteri di scelta: tecnici,industriali, economici e socioe conomicì Introduzionealla problematica deimateriali nell'industriaaeronautica ed aerospaziali. Il leg me chimico:curve di Condon-Morse,Organizza zione dei solidi; solid i cristalliniedarnorf Strutture cristalline.Imperfezioni neisolid i: vacanze,interstiziali,formazionedi soluzioni sol' desostituzionali ed interstiziali, dislocazioni, bordi di grano, pori ed inclusioni. La diffusion allo stato solido e le leggi di Fick.Il movimento delle dislocazioni e sue conseguenze su ll deformabilità dei materiali. Diagrammi distato:sistemi a dueetre componenti. Esempidi dis grammi binari con immiscibilità completa o parziale allo stato solid o o con miscibilità total allo stato solido. ucleazionee crescita. Influenza del tempo sulle trasformazioni di fase:di.

grammi TIT e

cer.

Proprietà dei materiali. Proprietà meccaniche: definizionedi sollecitazione edeformazioni Legge di Hooke e modulo di Young. Cenni alle prove statiche e dinamiche sui materiali Concetto di duttilità e fragilità. Teoria di Griffith e tenacità a frattura.Influenza del tempo della temperatura sulle proprietà meccaniche: la fatica e lo scorrimento viscoso. Viscoelasticità viscoplasticità.Proprietà termiche: capacità termica e calorespecifico,conduttività termic dilatazione termica,resistenza agli shock termici.Possibilità di modificare le proprietà d materiali attraverso modificazioni microstrutturali, trattamenti termici, etc (rafforzamento p precipitazione, incrudimento, ..). Cenni alle proprietà elettriche, magnetiche ed ottiche.

LABORATORI E/O ESERCITAZIONI

Esercitazioni interattive al laboratorio informaticosu programmi con animazionied eserci concernenti i principi fondamentali della scienza dei materiali.