Appunti di Laboratorio progettuale di calcolo strutturale

Appunti contengono i seguenti argomenti trattati durante il corso del professor : - Richiami di meccanica del continuo: teoria dell’elasticità, definizione di problema piano di sforzo e di deformazione, metodi risolutivi, instabilità dell’equilibrio, termo-elasticità. - Teoria degli elementi finiti: matrice di rigidezza, impostazione del metodo, tipologie di analisi a elementi finiti, condizioni al contorno, elementi isoparametrici, integrazione ridotta e completa. - Descrizione degli elementi finiti: strutture monodimensionali (aste e travi), strutture bidimensionali, strutture tridimensionali a travi, piastre, gusci. Tipologie di elementi finiti (truss, beam, shell, piani, solidi, assialsimmetrici). Definizione di spostamento generalizzato e computo del numero di gradi di libertà. - Tecniche di modellazione e di discretizzazione della geometria: teorie di modellazione geometrica per curve, superfici e solidi. Tecniche (strutturate, estruse, non strutturate) e algoritmi (octree, Delaunay, advancing front, medial axis, …) per la discretizzazione del dominio geometrico in elementi. - Analisi del procedimento risolutivo: strategie di modellazione con elementi finiti, scelta del tipo di elemento. Schematizzazione delle condizioni di carico e dei vincoli cinematici. Valutazione della distorsione degli elementi. Problematiche numeriche della soluzione di un problema di calcolo strutturale e riflessi sulla accuratezza della soluzione. - Applicazione degli elementi finiti alla soluzione di problemi strutturali: alberi, telai piani, strutture iperstatiche, strutture piane, strutture assialsimmetriche, problemi termo-elastici. Confronto con le soluzioni analitiche. Problemi speciali: instabilità elastica, cenni a metodi di calcolo di frequenze proprie e modi di vibrare, cenni di analisi di diffusione del calore. - Analisi critica dei risultati numerici: analisi critica dei risultati delle soluzioni numeriche e validazione dei modelli, criteri di accettabilità. Analisi di convergenza dei risultati. - Laboratorio numerico: analisi strutturale ad elementi finiti di un componenti meccanici e strutture con ottimizzazione della schematizzazione, discussione e valutazione dei risultati mediante confronto con soluzioni analitiche e/o approssimate.