PROGETTAZIONE MECCANICA AVANZATA CON METODI SPERIMENTALI E NUMERICI

Il corso si articola in una sezione da 9 CFU (Prof. G. Mirone) ed una da 3 CFU (Prof. R. Barbagallo).

L'obiettivo del corso è permettere agli studenti di eseguire la progettazione meccanica avanzata e la valutazione dell'integrità di strutture e componenti, secondo le procedure più moderne.

Verrà effettuata una formazione approfondita sulla modellazione a elementi finiti (FEM), per consentire agli studenti di prevedere la risposta strutturale nei contesti di elastoplasticità, dinamica, integrità strutturale e tolleranza al danno.

Per raggiungere tale obiettivo, verranno fornite nozioni di meccanica dei materiali e caratterizzazione sperimentale con un approccio pragmatico, rispettivamente affrontando i modelli più recenti di comportamento dei materiali (plasticità statica/dinamica, danno/fallimento del materiale) e le procedure di laboratorio più recenti per la calibrazione di tali modelli.

Gli studenti assisteranno a esperimenti di laboratorio per prove statiche e dinamiche (macchine di prova motorizzate e idrauliche, attrezzature Hopkinson bar, acquisizione dei dati e analisi delle immagini); successivamente utilizzeranno i dati sperimentali per calibrare i modelli di materiale selezionati, che poi saranno implementati sia nelle analisi FEM tramite subroutine personalizzate, sia nella fase di post-elaborazione dei risultati FEM tramite semplici calcoli su fogli di calcolo.

Il modulo del corso da 3 C.F.U.sarà dedicato alla tecnica Digital Image Correlation (DIC) per la valutazione degli spostamenti e delle deformazioni a pieno campo ed ai Metodi termici per la valutazione della fatica. Ciò formerà gli studenti nella preparazione dei provini, nell'acquisizione e nell'elaborazione di immagini, con l'obiettivo di determinare le deformazioni locali e le distanze caratteristiche di provini/componenti sottoposti a prove sperimentali, nonché il loro limite di fatica attraverso acquisizioni termografiche.

Contenuti del corso (C = Lezioni, L = Laboratorio, E = Esercitazioni).

1) Digital Image Correlation (DIC) (Prof. R. Barbagallo)

• C1) Teoria della tecnica Digital Image Correlation (DIC) - Aspetti pratici della DIC: distanza dal soggetto, risoluzione della fotocamera, dimensione dello speckle - Introduzione al software DIC GOM;
  
• L1) Applicazione dello speckle e derivazione tramite DIC di spostamenti e deformazioni in prove sperimentali;
• E1) Postprocessing di dati sperimentali DIC, simulazione di esperimenti agli Elementi Finiti, confronto delle distribuzioni di deformazione locale.

2) Metodi termici per la valutazione della fatica (Prof. R. Barbagallo)

• C2) Review dei concetti avanzati di fatica – Carico random e fatica multiassiale – Metodo Straircase - Rilevamento del calore a infrarossi (IR) – Formazione su comandi e software della termocamera modello Flir X6540 sc – Procedura per la determinazione del limite di fatica mediante termocamera – Test in laboratorio;
  
• L2) Acquisizioni della termocamera da test statici/di fatica;
• E2) Post-elaborazione dei dati sperimentali IR.

A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio al fine di programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze. In tal caso, si consiglia rivolgersi al docente referente CInAP (Centro per l’integrazione Attiva e Partecipata - Servizi per le Disabilità e/o i DSA) del Dipartimento di afferenza del Corso di Laurea.