ANDREA PANTEGHINI Curriculum vitae ac studiorum. Andrea Panteghini, nato a Iseo (Brescia) il 10 luglio Formazione

Transcript

1 ANDREA PANTEGHINI Curriculum vitae ac studiorum Andrea Panteghini, nato a Iseo (Brescia) il 10 luglio Formazione Laurea in Ingegneria Civile - indirizzo Strutture presso la Facoltà di Ingegneria dell'università degli Studi di Brescia nel Settembre Abilitazione all'esercizio della professione nel marzo Dottorato di Ricerca in Materiali per l'ingegneria presso la Facoltà di Ingegneria dell'università degli Studi di Brescia nel Febbraio Incarichi accademici Assegnista di Ricerca in Scienza delle Costruzioni presso la Facoltà di Ingegneria dell'università degli Studi di Brescia nel periodo Ricercatore di Scienza delle Costruzioni presso la Facoltà in Ingegneria dell'università degli Studi di Brescia dal I Novembre Ricercatore Confermato di Scienza delle Costruzioni presso l'università degli Studi di Brescia dal I Novembre Professore Aggregato di Dinamica delle Strutture presso l'università degli Studi di Brescia per l'anno Accademico Professore Aggregato di Scienza delle Costruzioni presso l'università degli Studi di Brescia per l'anno Accademico Professore Aggregato di Scienza delle Costruzioni presso l'università degli Studi di Brescia per l'anno Accademico Visiting Researcher presso TU Delft, Department of Structural Engineering, Paesi Bassi, dal 15 febbraio al 15 marzo 2017 Didattica Esercitatore per il corso di Scienza delle Costruzioni (Prof. A. Carini) Corso di Laurea in Ingegneria Edile Architettura, anno accademico Ciclo di lezioni sull integrazione numerica di modelli costitutivi in plasticità, all interno del corso di Calcolo Anelastico e a Rottura delle Strutture (Prof. A. Salvadori), anno accademico Esercitatore per il corso di Scienza delle Costruzioni (Prof. A. Carini) Corso di Laurea in Ingegneria Edile Architettura, anno accademico Esercitatore per il corso di Calcolo Anelastico e a Rottura delle Strutture (Prof. L. Bardella), anno accademico Esercitatore per il corso di Dinamica delle Strutture (Prof. A. Feriani), anno accademico Esercitatore per il corso di Scienza delle Costruzioni (Prof. A. Carini) Corso di Laurea in Ingegneria Edile Architettura, anno accademico

2 Esercitatore per il corso di Dinamica delle Strutture (Prof. A. Feriani), anno accademico Esercitatore per il corso di Scienza delle Costruzioni (Prof. A. Carini) Corso di Laurea in Ingegneria Edile Architettura, anno accademico Professore Aggregato di Dinamica delle Strutture (corso sotto responsabilità didattica di Prof. Anna Feriani), anno accademico Professore Aggregato di Scienza delle Costruzioni Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica, anno accademico Professore Aggregato di Scienza delle Costruzioni Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica, anno accademico E o è stato relatore o correlatore di Tesi di Laurea nell ambito dell Ingegneria, sia meccanica che civile Principali collaborazioni nazionali e internazionali Prof. F. Perotti, Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale - Politecnico di Milano, P.zza Leonardo da Vinci, 32, Milano (Italy) Prof. M. Porfiri, Department of Mechanical and Aerospace Engineering - Tandon School of Engineering, New York University, Six MetroTech Center, Brooklyn, NY, USA Prof. C. Di Prisco, Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale - Politecnico di Milano, P.zza Leonardo da Vinci, 32, Milano (Italy) Prof. A.M. Puzrin, Institute for Geotechnical Engineering, ETH Zurich, IGT, Wolfgang- Pauli-Strasse 15, Zurich 8093, Switzerland Prof. A. Simone, Department of Structural Engineering, TU Delft, Stevinweg CN Delft, the Netherlands Revisore per le riviste internazionali: Mechanics Research Communications International Journal of Mechanical Sciences Meccanica Géotechnique Structural Engineering and Mechanics, An International Journal International Journal of Solids and Structures Principali temi di ricerca I temi di ricerca trattati appartengono a molteplici settori, fra loro anche molto differenziati. La ricerca scientifica è principalmente (ma non esclusivamente) legata agli aspetti numerici della meccanica dei solidi ed è finalizzata comunque ad applicazioni in ambito ingegneristico. Modellazione costitutiva di geomateriali I geomateriali rappresentano un'ampia classe di materiali, spesso identificati come fragili o quasi fragili. Appartengono ai geomateriali, tra gli altri, il calcestruzzo, i 2

3 terreni, le rocce e le murature, ma anche materiali avanzati quali le ceramiche. L'obiettivo del tema di ricerca è lo sviluppo di modelli costitutivi per questi materiali nell'ambito della teoria della plasticità. Tali modelli costitutivi possono essere applicati nell'analisi non lineare ad elementi finiti di problemi ingegneristici avanzati, ad esempio di carattere geotecnico o nella simulazione del comportamento di edifici antichi in muratura. La modellazione costitutiva di questi materiali, dal punto di vista numerico, è particolarmente complessa, soprattutto a causa delle difficoltà di convergenza nel caso di analisi di problemi al contorno in ambito ingegneristico. Per questa ragione, a differenza degli approcci tipicamente presenti in letteratura, viene dato particolare risalto all'efficienza numerica e alla stabilità dell'algoritmo di integrazione per tali modelli, al fine di renderli utilizzabili per una classe più ampia possibile di problemi ingegneristici applicativi. Plasticità a gradiente dei metalli Lo scopo principale del tema di ricerca è lo sviluppo di modelli costitutivi in grado di cogliere gli effetti non locali (a gradiente) della risposta plastica di materiali policristallini metallici. La risposta plastica dei metalli, su scale dell'ordine del micron, è infatti influenzata dalla presenza dei bordi di grano che, di fatto, ostacolano il moto delle dislocazioni. A queste scale, le proprietà meccaniche di un campione metallico, sollecitato ad esempio a flessione o a torsione, dipendono dalle sue dimensioni e si discostano fortemente da quanto osservato a scala macroscopica. In particolare, al decrescere delle dimensioni del provino, si osserva un aumento dello sforzo di snervamento e dell'indice di incrudimento. La teoria classica della plasticità non è in grado di cogliere questi fenomeni non facendo esplicitamente riferimento ad alcuna scala intrinseca del materiale. Sono state quindi proposte delle teorie, dette "di plasticità a gradiente", basate su equazioni differenziali non lineari alle derivate parziali nelle quali compaiono esplicitamente le derivate spaziali della parte plastica del tensore di deformazione. L'integrazione di tali equazioni differenziali mediante Elementi Finiti è particolarmente complessa, a causa della loro forte non linearità. Oltre allo sviluppo dei modelli costitutivi, quindi, viene dato particolare risalto alle tecniche numeriche necessarie alla loro integrazione nel caso di problemi ingegneristici al contorno. Sviluppo di modelli costitutivi per materiali compositi Il tema di ricerca ha come finalità principale lo sviluppo di modelli costitutivi per materiali compositi, in particolare di schiume sintattiche. Esse sono costituite da una miscela di microsfere cave (filler), solitamente di vetro, di materiale ceramico, o di metallo, distribuite all'interno di una matrice di materiale polimerico, tipicamente vinilestere o resine epossidiche. Le schiume sintattiche, grazie alle loro eccellenti proprietà meccaniche rispetto al peso specifico, trovano applicazione in ambito aerospaziale e navale e lo sviluppo di una efficiente modellazione costitutiva è necessaria per la modellazione strutturale di dispositivi costituiti da tale materiali. 3

4 Il comportamento delle schiume sintattiche è simulato mediante tecniche di omogeneizzazione numerica, basate sull'analisi micromeccanica di un volume rappresentativo (RVE) di materiale composito mediante tecniche ad Elementi Finiti. Per la modellazione della risposta strutturale del materiale mediante elementi finiti, quindi, è fondamentale la simulazione del comportamento meccanico sia dei materiali polimerici costituenti la matrice, sia dei meccanismi di rottura del filler, tipicamente di tipo fragile. Modellazione costitutiva di metalli in grandi deformazioni Scopo del tema di ricerca è lo sviluppo di modelli costitutivi per metalli soggetti a grandi deformazioni, soprattutto per simulazioni mediante Elementi Finiti di processi di metal forming. Lo scopo di tali simulazioni è duplice: da un lato, mediante analisi parametriche, si cerca di progettare un processo produttivo di minimo costo; da un altro lato, soprattutto nel caso delle lavorazioni a freddo, si possono simulare (e quindi ottimizzare) le caratteristiche meccaniche dell'oggetto prodotto. È quindi di fondamentale importanza la corretta riproduzione sia dei profili di autotensione presenti nel pezzo lavorato che dell'incrudimento del materiale, soggetto tipicamente a deformazioni ben più elevate di quelle riproducibili, ad esempio, mediante prove di trazione standard. Per tale ragione, i modelli costitutivi sviluppati devono riprodurre il differente comportamento dei metalli a trazione/compressione in grandi deformazioni. Poiché il materiale, durante la lavorazione, è soggetto a cicli di carico/scarico, tali modelli devono inoltre riprodurre correttamente l'isteresi plastica dei metalli (effetto Bauschinger). Infine, tali modelli devono permettere di simulare eventuali danneggiamenti nel pezzo lavorato dovuti, ad esempio, a combinazioni di parametri produttivi non corrette. Sviluppo di soluzioni analitiche per problemi di trafilatura Il tema di ricerca ha come obiettivo quello di fornire degli strumenti di tipo analitico che consentano di stimare la forza necessaria a trafilare a freddo piatti o tondi metallici in funzione della geometria degli stampi e delle condizioni di attrito. Tali modelli sono di grande importanza nella progettazione dei processi produttivi di trafilatura dei metalli. Infatti, un approccio basato esclusivamente su simulazioni numeriche ad Elementi Finiti, seppur più dettagliato, richiede molto tempo, essendo basato su analisi parametriche che necessitano di una singola simulazione numerica per ogni combinazione dei parametri del processo. L'utilizzo di modelli analitici, oltre a fornire uno strumento per la progettazione di massima del processo produttivo, consente in ogni caso di ridurre il numero di combinazioni dei parametri produttivi nel caso di analisi numeriche parametriche. Le soluzioni analitiche sono ottenute mediante tecniche di analisi limite tipiche della teoria della plasticità Simulazioni numeriche accoppiate fluido-struttura nel caso di problemi acustici 4

5 Lo scopo del tema di ricerca è la simulazione mediante Elementi Finiti di problemi accoppiati fluido-struttura, soprattutto in ambito acustico. In particolare, il tema di ricerca ha come finalità l'utilizzo del metodo degli Elementi Finiti per progettare la risposta acustica sia di locali destinati ad ascolto musica che di dispositivi di correzione acustica, soprattutto in bassa e media frequenza. I modelli numerici ad Elementi Finiti, basate su analisi dinamiche nel dominio del tempo e delle frequenze, costituiscono la base per lo sviluppo di modelli analitici semplificati di utilizzo pratico in ambito ingegneristico. Pubblicazioni E autore o coautore di: 19 articoli su rivista internazionale, fra cui uno su invito 2 monografie 1 capitolo su monografie 2 articoli su atti di congresso nazionale o internazionale 14 abstracts a congresso 1 Technical Report Indici bibliometrici: Google Scholar: 128 citazioni H-Index: 7 I-10 Index: 4 Scopus AuthorId: 91 citazioni H-Index: 6 I-10 Index: 3 Thomson-Reuters ResearcherID: 75 citazioni H-Index: 6 I-10 Index: 2 Elenco pubblicazioni Articoli su rivista internazionale R. Lagioia, A. Panteghini Accounting for specific failure criteria in the slip-line method for plane strain problems. Geotech Lett, Vol. 7(2), 2017, 1-6. DOI: /jgele

6 A. Shams, A. Panteghini, L. Bardella, M. Porfiri. A micromechanical model to study failure of polymer-glass syntactic foams at high strain rates. Comput Mater Sci, Vol.135 (July), 2017, DOI: /j.commatsci A. Panteghini, L. Bardella. Structural theory and finite element modelling of linear elastic sandwich beams subject to severe boundary conditions. Eur J Mech A-Solid, Vol. 61, 2017, DOI: /j.euromechsol A. Panteghini, L. Bardella. On the Finite Element implementation of higher-order gradient plasticity, with focus on theories based on plastic distortion incompatibility. Comput Method Appl M, Vol. 310, 2016, DOI: /j.cma R. Lagioia, A. Panteghini. On the existence of a unique class of yield and failure criteria comprising Tresca, von Mises, Drucker-Prager, Mohr-Coulomb, Galileo-Rankine, Matsuoka-Nakai and Lade-Duncan. Proc R Soc A, Vol. 472(2185), 2016, DOI: /rspa L. Bardella, A. Panteghini. Modelling the torsion of thin metal wires by distortion gradient plasticity. J Mech Phys Solids, Vol. 78, 2015, DOI: /j.jmps A. Panteghini, L. Bardella. On the compressive strength of glass microballoons-based syntactic foams. Mech Mater, Vol. 82, 2014, DOI: /j.mechmat R. Lagioia, A. Panteghini, A.M. Puzrin. The "I3" generalization of the Galileo-Rankine tension criterion. Proc R Soc A, Vol. 470(2172), 2014, DOI: /rspa A. Panteghini. An analytical solution for the estimation of the drawing force in three dimensional plate drawing processes. Int J Mech Sci, Vol. 84C, 2014, DOI: /j.ijmecsci L. Bardella, F. Malanca, P. Ponzo, A. Panteghini, M. Porfiri. A micromechanical model for quasi-brittle compressive failure of glass-microballoons/thermoset-matrix syntactic foams. J Eur Ceram Soc, Vol. 34(11), 2014, DOI: /j.jeurceramsoc R. Lagioia, A. Panteghini. The influence of the plastic potential on plane strain failure. Int J Numer Anal Met, Vol. 38(8), 2014, DOI: /nag.2236 A. Panteghini, R. Lagioia. A fully convex reformulation of the original Matsuoka-Nakai failure criterion and its implicit numerically efficient integration algorithm. Int J Numer Anal Met, Vol. 38(6), 2014, DOI: /nag.2228 A. Panteghini, R. Lagioia. A single numerically efficient equation for approximating the Mohr-Coulomb and the Matsuoka-Nakai failure criteria with rounded edges and apex. Int J Numer Anal Met, Vol. 38(4), 2014, DOI: /nag

7 L. Bardella, J. Segurado, A. Panteghini, J. Llorca. Latent hardening size effect in smallscale plasticity. Model Simul Mater Sci Eng, Vol. 21, 2013, DOI: / /21/5/ A. Panteghini, F. Genna. Numerical integration of a pressure-dependent, non-linear kinematic hardening constitutive model for large strain cyclic plasticity of metals. Int J Numer Meth Eng, Vol. 89(8), 2012, DOI: /nme.3290 A. Panteghini, F. Genna. Effects of the strain-hardening law in the numerical simulation of wire drawing processes. Comput Mater Sci, Vol. 49, 2010, DOI: /j.commatsci A. Panteghini, F. Genna. An engineering analytical approach to the design of cold wire drawing processes for strain-hardening materials. Int J Mater Form, Vol. 3, 2010, DOI: /s A. Panteghini, F. Ancellotti, F. Genna. Design of perforated panels for low frequency acoustic correction of rooms for listening to music. NVWW, Vol. 39(11), 2008, Su invito. DOI: / A. Panteghini, F. Genna, E. Piana. Analysis of a perforated panel for the correction of low frequency resonances in medium size rooms. Appl Acoust, Vol. 68, 2007, DOI: /j.apacoust Monografie A. Panteghini. Introduzione alla meccanica dei solidi. Ed. Snoopy, Brescia, ISBN: A. Panteghini. Numerical simulations of multipass wire drawing processes. Ed. Starrylink, Brescia, ISBN: Capitoli in Monografie A. Carini, A. Panteghini. Monitoraggio e analisi strutturale. In: Conservazione programmata. La chiesa della Disciplina di S. Croce in Verolanuova. A cura di Barbara Scala. Nardini Editore, Firenze, ISBN: Articoli su Atti di Congressi Nazionali e Internazionali A. Panteghini, G. Metelli, G.A. Plizzari. Studio numerico e sperimentale del processo di piegatura di barre di grande diametro. Atti del XXVI Convegno Nazionale AICAP Padova, maggio 2011 A. Panteghini - F. Genna - E. Piana. Analysis of a Perforated Panel for the Correction of Low Frequency Resonances in Domestic Rooms. ECCM 2006: III European Conference on Computational Mechanics, Lisbon, Portugal 5-8 June Proceedings edited by 7

8 Mota Soares, C.A., Martins, J.A.C., Rodrigues, H.C., Ambrosio, J.A.C., Pina, C.A.B., Mota Soares, C.M., Pereira, E.B.R., Folgado, J. ISBN: Abstracts su Atti di Congresso Nazionali e Internazionali A. Panteghini, L. Bardella. Implicit finite element algorithms for higher-order gradient plasticity theory. 24th International Congress of Theoretical and Applied Mechanics (ICTAM 2016). Montréal (Canada). Invited contribution in the Thematic session "Sizescale Effects in Materials" August A. Panteghini, L. Bardella. On the Finite Element implementation of higher-order gradient plasticity, with focus on theories based on plastic distortion incompatibility. GIMC 2016: XXI Italian Conference on Computational Mechanics. Lucca (Italy) July Proceedings edited by M. Paggi, A. Bacigalupo, S. Bennati, C. Borri, M. Corrado, A. Gizzi, P. Valvo R. Lagioia, A. Panteghini, A.M. Puzrin. The 'I3' generalization of the Galileo-Rankine tension criterion. AIMETA 2015: XXII Italian Conference on Theoretical and Applied Mechanics. Genova (Italy) September Proceedings edited by L. Gambarotta and A. Morro. ISBN: L. Bardella, A. Panteghini. Modelling the torsion of thin metal wires by phenomenological distortion gradient plasticity. AIMETA 2015: XXII Italian Conference on Theoretical and Applied Mechanics. Genova (Italy) September Proceedings edited by L. Gambarotta and A. Morro. ISBN: L. Bardella, A. Panteghini. Modelling the torsion of thin metal wires by phenomenological distortion gradient plasticity. KEYNOTE presentation at the 9th European Solid Mechanics Conference, Madrid (Spain) July 2015 L. Bardella, A. Panteghini. On the compressive strength of glassmicroballoons/thermoset-matrix syntactic foams. Book of Abstracts: State of the art and challenges in thermal and mechanical modelling of ceramic materials, Trento (Italy), March 20, 2015 L. Bardella, A. Panteghini. On the compressive strength of glassmicroballoons/thermoset-matrix syntactic foams. XX Italian Conference on Computational Mechanics and VII Meeting of the AIMETA Materials Group (GIMC- GMA2014), Cassino (Italy) June 2014 A. Panteghini, R. Lagioia. A numerically efficient implicit integration algorithm for the Matsuoka-Nakai failure criterion. XX Italian Conference on Computational Mechanics and VII Meeting of the AIMETA Materials Group (GIMC-GMA2014), Cassino (Italy) June 2014 L. Bardella, J. Segurado, A. Panteghini, J. LLorca. Latent hardening size effect in smallscale plasticity. EUROMECH Colloquium 563 on Generalized Continua and Their 8

9 Application to the Design of Composites and Metamaterials, Cisterna di Latina (Italy) March 2014 L. Bardella, J. Segurado, A. Panteghini, J. Llorca. Latent hardening size effect in smallscale plasticity. XII International Conference on Computational Plasticity. Fundamentals and Applications. Invited session "Material Size-effects in Plasticity" organised by Viggo Tvergaard and Christian F. Niordson. Barcelona (Spain) 3-5 September Proceedings edited by E. Onate, D.R.J. Owen, D. Peric, B. Suarez. ISBN: L. Bardella, F. Malanca, P. Ponzo, A. Panteghini, M. Porfiri. Micromechanical finite element modelling of the quasi-brittle failure of syntactic foams subject to uniaxial compression. CERMODEL 2013, Trento (Italy) July 2013 R. Lagioia, A. Panteghini. Failure criteria for geomaterials and plane strain collapse. CERMODEL 2013, Trento (Italy) July A. Panteghini, F. Genna. Some constituite modelling issues in wire drawing analysis simulation of wire drawing processes. APM 2010, St. Petersburg (Russia), 1-5 July 2010 A. Panteghini, F. Genna, A. Franchi. Residual stresses in multi-pass cold drawn high strength steel wires. AIMETA 2007: XVIII Italian Conference on Theoretical and Applied Mechanics. Brescia (Italy) September Proceedings edited by A. Carini, G. Mimmi, R. Piva. ISBN: Technical Reports G. Metelli, L. Cominoli, A. Panteghini, G. Plizzari. Studio numerico e sperimentale sull'impiego di barre nervate di grande diametro in strutture in cemento armato. Technical Report, Vol. 11, 2010, Dipartimento di Ingegneria Civile, Architettura, Territorio e Ambiente, Università degli Studi di Brescia Brescia, lì 23 maggio