Obiettivi formativi
Conoscenze e capacità di comprendere:
Il Corso si propone di fornire gli elementi fondamentali dell’analisi dei materiali e delle strutture al di fuori del comportamento lineare.
Il corso si propone inoltre di fornire le basi per l’analisi strutturale mediante tecniche numeriche in ambito non-lineare, statico o dinamico e di mettere in grado lo studente di comprendere i concetti esposti nei testi scientifici della disciplina ed affrontare un approfondimento autonomo di tali aspetti.
Competenze:
Al termine del corso l’allievo dovrebbe essere in grado di modellare correttamente elementi strutturali e strutture in genere mediante la tecnica degli elementi finiti in ambito non-lineare per materiale e/o geometria, sia in analisi statiche che dinamiche.
Autonomia di giudizio:
Al termine del corso lo studente dovrebbe essere in grado di interpretare correttamente il comportamento strutturale di strutture generiche e di proporne una modellazione numerica appropriata.
Capacità comunicative:
Al termine del corso lo studente dovrebbe aver appreso la terminologia specifica della meccanica computazionale non-lineare e la saprà utilizzare in modo appropriato.
Prerequisiti
E’ necessario aver almeno frequentato i corsi di Calcolo Automatico delle Strutture e di Meccanica delle Strutture.
Contenuti dell'insegnamento
Problemi non-lineari nella meccanica dei solidi e delle strutture
Contenuti
1. Soluzione di problemi non-lineari.
2. Non linearità meccanica: teoria ed esempi applicativi.
3. Introduzione alla plsticità dei materiali. Esempi.
4. Soluzione di problemi non-lineari statici e dinamici con gli elmenti finiti.
5. Analisi statica e dinamica non-lineare di strutture; esempi ed applicazioni (azioni sismiche).
6. Problemi con non-linearità geometrica. Esempi applicativi.
Programma esteso
1. Soluzione di problemi non-lineari; metodi iterativi, criteri di convergenza.
2. Non linearità meccanica: concetti di base del comportamento elastico non-lineare ed elasto-plastico di materiali e strutture. Esempi applicativi.
3. Introduzione alla plsticità dei materiali. Esempi applicativi.
4. Soluzione di problemi meccanici non-lineari con il metodo degli elmenti finiti. Problemi statici e dinamici.
5. Analisi statica e dinamica non-lineare di strutture; esempi ed applicazioni (analisi pseudo-statiche e dinamiche di strutture sottoposte ad azioni sismiche).
6. Introduzione ai problemi con non-linearità geometrica; grandi spostaenti, grandi deformazioni, analisi di instabilità dell’equilibrio. Esempi applicativi.
Bibliografia
• D.R.J. Owen, E. Hinton. Finite elements in plasticity: theory and practice. Pineridge Press, 1980
• P. Wriggers. Nonlinear Finite Element Methods. Springer, 2008.
• R. De Borst, M.A. Crisfield, J.J.C. Remmers, C.V. Verhoosel. Nonlinear Finite Element Analysis of Solids and Structures, 2nd Edition, Wiley, 2012.
• T. Belytschko, W.K. Liu, B. Moran, K. Elkhodary. Nonlinear Finite Elements for Continua and Structures, 2nd Edition, Wiley, 2013.
• R. Brighenti, Analisi numerica dei solidi e delle strutture: fondamenti del Metodo degli Elementi Finiti. Esculapio Editore (Bologna), 2014.
• Appunti del docente.
Materiale didattico:
- Dispense del Corso, scaricabili dal sito internet del docente (http://www2.unipr.it/~brigh/index.htm) o dalla piattaforma Elly del sito web di ateneo.
Tutti i testi sono disponibili per la consultazione presso la biblioteca di ingegneria-architettura.
Metodi didattici
Il corso si articola in lezione frontali teoriche (avvalendosi della proiezione di lucidi o di presentazioni al computer), esercitazioni pratiche svolte dal docente ed esercitazioni pratiche svolte in aula dagli studenti con l’uso del calcolatore, oltre ad esercitazioni assegnate agli studenti da svolgere autonomamente al di fuori degli orari del corso.
Per ogni argomento trattato, le esercitazioni vengono programmate in modo che lo studente possa realizzare praticamente le soluzioni dei problemi formulati precedentemente in forma teorica.
Modalità verifica apprendimento
L'esame finale consiste in una prova scritta su tutti gli argomenti trattati nel corso (domande teoriche e semplici esercizi numerici). Per incrementare la valutazione finale, gli studenti possono decidere su base volontaria di svolgere un ulteriore semplice elaborato consistente nell'esecuzione di analisi non-lineari di materiali o strutture.
Tale elaborato potrà contribuire fino al 30% della valutazione complessiva.
La valutazione finale sarà cosi’ suddivisa:
- Modalità solo prova scritta
Prova scritta (domande teoriche 50%, domande pratiche 40%) (conoscenza).
Proprietà di esposizione (capacità comunicativa, 10%).
- Modalità prova orale + elaborato
Incremento fino al 30% in più delle valutazioni riportate nella prova scritta
Altre informazioni
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Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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