Tecnologie e Materiali Aerospaziali

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Codice identificativo insegnamento: 083443
Programma sintetico: l'insegnamento intende impartire, anche alla luce dei concetti di meccanica strutturale acquisiti nei corsi precedenti, le nozioni di base sulle tecnologie ed i materiali adottati nelle costruzioni aerospaziali. A questo fine vengono preliminarmente illustrate le tecniche di scelta dei materiali/tecnologie e gli indici di merito. Vengono poi trattate le principali caratteristiche delle famiglie di materiali di interesse aerospaziale, con speciale riguardo ai metalli ed ai compositi, nonché delle relative tecnologie per la produzione di pezzi staccati. Viene infine posta speciale enfasi sull'organizzazione delle fasi finali di assemblaggio ed in generale sulla gestione della produzione, nonché sulle problematiche conseguenti all'operatività dei velivoli (fenomeni di degrado funzionale e relative procedure di ispezione, manutenzione e riparazione).

Strutture e tecnologie aerospaziali. Storia ed evoluzione dei materiali e delle tecnologie aerospaziali. Introduzione alle strutture aeronautiche. Elementi costruttivi delle strutture aeronautiche, loro ruolo, morfologie, materiali e modalità realizzative. Parametri di scelta ed indici di merito.
Materiali metallici. Struttura e caratteristiche dei materiali policristallini: legami, cristalli, grani, dislocazioni, incrudimento, diagrammi di fase. Proprietà meccaniche dei materiali policristallini e loro misura: elasticità, tenacità, plasticità. Classificazioni. Trattamenti termici, caratteristiche generali, esempi di utilizzo nelle strutture. Leghe di alluminio. Leghe ferro-carbonio. Leghe di titanio. Leghe di magnesio.
Tecnologie dei materiali metallici. Tecnologie di produzione dei pezzi staccati. Tecnologie di colata. Tecnologie di deformazione plastica a caldo. Tecnologie di deformazione plastica a freddo. Tecnologie di lavorazione per asportazione. Tecnologie non convenzionali. Tecniche di giunzione continua dei materiali metallici: saldatura e brasatura. Tecniche di giunzione discontinua smontabile e non smontabile dei componenti in materiale metallico.
Materiali compositi a matrice polimerica. Proprietà meccaniche dei materiali compositi, ortotropia, comportamento elastofragile, micro meccanica, modalità di rottura. Struttura e caratteristiche dei materiali elastofragili ortotropi. PMC termoindurenti: tipologie dei rinforzi e delle matrici. Tessuti e pre-impregnati.
Tecnologie dei materiali compositi. Tecnologie di produzione dei pezzi staccati e tecniche di giunzione. Tecnologie di formatura in pressa, in forno ed in autoclave con sacco da vuoto. Tecnologie di pultrusione e roll wrapping. Tecnologie di avvolgimento, tape placement e braiding. Tecnologie di infusione. Tecniche di giunzione continua dei materiali compositi: incollaggio e sigillatura. Tecniche di giunzione discontinua e di insertatura dei componenti in composito e dei sandwich.

Esercizi:

Esercitazioni:

 

Temi d'esame: