Codice identificativo insegnamento: 099255
Programma
sintetico: l'insegnamento rappresenta il naturale
proseguimento del corso di Fondamenti di meccanica strutturale fornendo una
conoscenza approfondita sulle tipologie delle strutture aerospaziali e sui
metodi di calcolo utilizzati per il loro dimensionamento e verifica.
Vengono inoltre affrontati i temi della meccanica del continuo non lineare
e dei metodi di risoluzione approssimati. I principali argomenti trattati
sono: Le strutture aeronautiche. Le travi nelle strutture aerospaziali.
Meccanica del continuo. Modelli strutturali. Soluzioni approssimate.
Elementi finiti lineari. Applicazione di Elementi finiti al calcolo
nonlineare.
1. Aerospace structures:
Introduction. Overview of
spacecraft and aircraft structures.
2. Continuum mechanics:
General
formulation of continuum mechanics. Stress and strain measures. Balance
equations. Elastic problem for small strain and displacements. Variational
principles.
3. Beams in aerospace structures:
Beam models.
3.
Stressed skin constructions:
Aerospace beams, monocoque and
semi-monocoque schemes. Ribs and frames. Simplified structural analysis of
junctions; types of structural connections.
4. Plates:
Kirchhoff
and Mindlin plate theories and their extension to composite materials.
Evaluation of stresses and strains for isotropic and composite elements.
Sandwich structures.
5. Finite element method:
Ritz's method
and residual weighted methods: applications to one- and two-dimensional
structures. The Finite Element Method for the linear structural analysis:
residual vector; stiffness matrix; loads and boundary conditions;
properties and convergence of the solution.
6. Instability:
Stability
of elastic equilibrium, bifurcations, limit points. Buckling criteria.
Approximate and exact solutions for the buckling of beams, plates and
shells. Imperfection sensitivity.