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MECCANICA DEI MATERIALI

Corso Ingegneria Industriale
Curriculum Industriale - Infrastrutturale
Orientamento Orientamento unico
Anno Accademico 2020/2021
Crediti 9
Settore Scientifico Disciplinare ICAR/08
Anno Terzo anno
Unità temporale Primo semestre
Ore aula 72
Attività formativa Attività formative caratterizzanti

Canale unico

Erogazione 50M051 MECCANICA DEI MATERIALI in Ingegneria Civile LM-23 BUONSANTI MICHELE
Docente Michele BUONSANTI
Obiettivi N.D.
Programma Teoria costitutiva: (crediti 0.5)
Richiami di meccanica dei corpi continui. Introduzione alla meccanica dei materiali. Principi di determinismo, azione locale, indifferenza materiale. Materiali di tipo semplice. Forme ridotte dell'equazione costitutiva. Materiali con rango elastico. Materiali con memoria. Caratterizzazione del tensore elastico e sue proprietà di simmetria.

Teoria Elastica non Lineare. (crediti 0.5)
Meccanica delle deformazioni finite. Bilancio ed equazioni del moto. Tensori di Piola-Kirchoff. Vincoli interni. Materiale di Blatz-Ko: equazione costitutiva, aspetti sperimentali e forma ridotta. Materiali incompressibili: funzione di Rivlin-Saunders, modello neo-Hookean, modello di Mooney-Rivlin.
Plasticità (crediti 0.5)
Fondamenti fisici, condizioni e criteri di plasticità. Relazioni elasto-plastiche. Problema dell’equilibrio elasto-plastico. Collasso plastico e teoremi dell’analisi limite. Sollecitazioni in campo plastico. Soluzione di problemi elasto-plastici mono e bidimensionali. Teoria delle dislocazioni. Plasticità in materiali cristallini. Microstrutture. Aspetti sperimentali e applicativi.
Materiali Compositi (crediti 1.0)
Materiali per fibre e matrici. Caratteristiche meccaniche. Interfaccia fibra-matrice Micro e macro-meccanica. Fenomeni di danneggiamento. Criteri di rottura. Analisi dei laminati. Carico critico e azioni dinamiche. Impatti e fenomeni aggressivi chimico-meccanico.
Modellazione Avanzata (crediti 1.5)
Transizioni di fase solido-solido
Problemi al bordo e non unicità. Elasticità variazionale e problemi di minimo. Materiali elastici ed energie policonvesse. Il modello di Ericksen: configurazioni equilibrate monofase e bifase, minimi locali e minimi globali, energie interfacciali. Il modello di Cahn & Hilliard. Energie poli-convesse e caratterizzazione della risposta dei materiali. Configurazioni bifase bi-tridimensionali. Condizione di Hadamard. Il modello di Ball & James. Coesistenza di fasi. Soluzione per funzionali rilassati. Soluzione in termini di microstrutture. Continui con microstruttura.
Meccanica della frattura e danneggiamento.
Concentrazione di tensioni. Problema di Clebsch. Modello di Griffith. Problema di Irwin. Propagazione dei difetti. Il fattore di intensificazione degli sforzi. Stato di sforzo all'apice del difetto. Il modello della frattura coesiva di Barenblatt. Energie di interfaccia. Il modello di Del Piero & Truskinovsky. Frattura come transizione di fase. Modelli di danneggiamento.
Meccanica della frattura e danneggiamento. (crediti 1.0)
Concentrazione di tensioni. Problema di Clebsch. Modello di Griffith. Problema di Irwin. Propagazione dei difetti. Il fattore di intensificazione degli sforzi. Stato di sforzo all'apice del difetto. Il modello della frattura coesiva di Barenblatt. Modelli di danneggiamento. Fenomeni di fatica e collasso ciclico.

MODALITA’ DI VALUTAZIONE

L’esame prevede una prova basata sulla formulazione di tre quesiti che potranno essere sviluppati in forma orale, oppure in forma scritta.
La prova (scritta), della durata di 90 minuti, ha lo scopo di verificare se lo studente ha sviluppato sia le competenze richieste, che la capacità di applicare le conoscenze acquisite. Potranno essere formulati uno o più quesiti a carattere applicativo di procedure numeriche trattate durante le lezioni/esercitazioni.
La prova si riterrà superata se lo studente sviluppa e/o implementa correttamente almeno 2 quesiti. La valutazione sarà effettuata usando una scala di giudizi, da “insufficiente” ad “ottimo”. La corrispondenza tra tali giudizi e il range dei voti in trentesimi è indicativamente la seguente: “ottimo” (29-30), “buono” (26-28), “discreto” (23-25), “sufficiente” (18-22), “insufficiente” (inferiore a 18)
Testi docente - Baldacci R., Scienza delle Costruzioni, vol. 1, Utet, 1970
- Ciarlet P.G., Mathematical Elasticity, vol. 1, North Holland, 1993
- Del Piero G., Lezioni di Meccanica del Continuo, CISM, Udine 1981
- Nadai A., Theory of Flow and Fracture of Solids, McGraw-Hill, N.Y.,1950
- Truesdell A.C. Eds., Mechanics of Solids, vol. 2, Springer-Verlag, Berlino, 1984
- Vergani L., Meccanica dei Materiali, McGraw-Hill, 2001
- Note del corso
Erogazione tradizionale
Erogazione a distanza No
Frequenza obbligatoria No
Valutazione prova scritta No
Valutazione prova orale No
Valutazione test attitudinale No
Valutazione progetto No
Valutazione tirocinio No
Valutazione in itinere No
Prova pratica No
Docente MICHELE BUONSANTI
Obiettivi Conoscenza e capacità di comprensione (descrittore di Dublino 1)
Conoscenza della formulazione dei problemi cinematico e statico di sistemi di corpi rigidi vincolati e dei relativi metodi di soluzione. Conoscenza dei fondamenti teorici alla base della definizione di stato di tensione e deformazione in un corpo continuo. Conoscenza del legame costitutivo elastico-lineare in materiali isotropi e dei principali criteri di resistenza per materiali fragili e duttili. Conoscenza della teoria strutturale della trave e capacità di comprendere il significato delle grandezze che ne definiscono la risposta in termini di spostamenti, sforzi e deformazioni. Conoscenza della definizione di travatura reticolare e dei relativi metodi di calcolo. Conoscenza del problema di De Saint Venant e capacità di comprendere significato e campo di validità delle relative soluzioni.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione (descrittore di Dublino 2)
Capacità di classificare sistemi di corpi rigidi vincolati dal punto di vista cinematico e statico. Capacità di risolvere il problema cinematico di sistemi di corpi rigidi vincolati per via analitica e grafica. Capacità di risolvere il problema dell’equilibrio di sistemi isostatici per via analitica e grafica. Capacità di calcolare la risposta strutturale di travature reticolari isostatiche. Capacità di effettuare l’analisi dello stato di tensione e deformazione in un corpo continuo. Capacità di eseguire verifiche di resistenza elastica per sezioni di sistemi strutturali.

Autonomia di giudizio (descrittore di Dublino 3)
Capacità di valutare i risultati dell’analisi di sistemi strutturali per la verifica e la progettazione.

Abilità comunicative (descrittore di Dublino 4)
Capacità di comunicare le conoscenze apprese attraverso un linguaggio rigoroso e semplice, comprensibile anche da parte dei non specialisti.

Capacità di apprendere (descrittore di Dublino 5)
L’apprendimento dei contenuti teorici ed applicativi del corso, attraverso la partecipazione alle lezioni in classe e lo studio dei libri di testo consigliati, consentirà agli studenti di acquisire l’autonomia necessaria ad intraprendere lo studio delle varie discipline afferenti al calcolo ed alla progettazione strutturale.

L'esame consiste in una prova scritta e in una prova orale. La prova scritta consiste in due esercizi numerici, da risolvere nel tempo complessivo di 3 ore. La prova orale consiste in un colloquio.

L'esito dell’esame risulterà dalla somma dei punteggi parziali ottenuti nella prova scritta e nella prova orale.

Le prove d’esame si propongono i seguenti obiettivi:
- Nella prova scritta si valutano le capacità di individuare i campi di spostamento in sistemi di corpi rigidi con labilità, effettuare l’analisi dello stato di tensione e deformazione in un corpo continuo, calcolare la risposta strutturale in sistemi di travi isostatici, effettuare le verifiche di resistenza.
- La prova orale ha l'obiettivo di discutere le soluzioni adottate per i problemi assegnati nella prova scritta, nonché accertare la conoscenza del legame costitutivo elastico-lineare in materiali isotropi, dei criteri di resistenza per materiali fragili e duttili, la conoscenza della teoria strutturale della trave e, infine, delle soluzioni del problema di De Saint Venant.

Il voto finale sarà attribuito secondo il seguente criterio di valutazione:
30 e lode: conoscenza completa, approfondita e critica degli argomenti, eccellente proprietà di linguaggio, completa ed originale capacità interpretativa, piena capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti;
28 - 30: conoscenza completa e approfondita degli argomenti, ottima proprietà di linguaggio, completa ed efficace capacità interpretativa, in grado di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti;
24 - 27: conoscenza degli argomenti con un buon grado di padronanza, buona proprietà di linguaggio, corretta e sicura capacità interpretativa, buona capacità di applicare in modo corretto la maggior parte delle conoscenze per risolvere i problemi proposti;
20 - 23: conoscenza adeguata degli argomenti ma limitata padronanza degli stessi, soddisfacente proprietà di linguaggio, corretta capacità interpretativa, più che sufficiente capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti;
18 - 19: conoscenza di base degli argomenti principali, conoscenza di base del linguaggio tecnico, sufficiente capacità interpretativa, sufficiente capacità di applicare le conoscenze di base acquisite;
Insufficiente: non possiede una conoscenza accettabile degli argomenti trattati durante il corso.
Programma N.D.
Testi docente N.D.
Erogazione tradizionale No
Erogazione a distanza No
Frequenza obbligatoria No
Valutazione prova scritta No
Valutazione prova orale No
Valutazione test attitudinale No
Valutazione progetto No
Valutazione tirocinio No
Valutazione in itinere No
Prova pratica No

Ulteriori informazioni

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