Informazioni sul corso e sull esame

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1 Corso di Progettazione Assistita di Strutture Meccaniche a.a Informazioni sul corso e sull esame prof. Denis Benasciutti denis.benasciutti@unife.it A.A. 2017/18 1 Durata del corso, orari e aule Durata complessiva: 60 h (6 CFU) Orario delle lezioni: giovedì ( ) venerdì ( ) Il corso si articolerà in: lezioni teoriche: Aula 19 esercitazioni al calcolatore: Laboratorio Grande 2

2 Ricevimento Previo appuntamento via Blocco A, Studio n. 219, 2 piano (rosso), Scrivetemi utilizzando esclusivamente la vostra UniFE: Es. mario.rossi@student.unife.it Altri indirizzi verranno ignorati 3 Obiettivi formativi Il corso mira a fornire al futuro ingegnere strumenti avanzati per il progetto e verifica degli organi delle macchine, con particolare riguardo alle metodologie che si avvalgono dell utilizzo del calcolatore. Il corso si propone quindi di illustrare gli strumenti teorici, corredati da esempi applicativi, sull uso di metodologie assistite dal calcolatore nel calcolo strutturale meccanico, con particolare riferimento al calcolo matriciale delle strutture ealmetodo degli elementi finiti. Il corso vuole inoltre introdurre lo studente all utilizzo di codici di calcolo, inizialmente con l ausilio del programma MATLAB, poi con un software commerciale agli elementi finiti. Le principali abilità acquisite nel corso saranno: capacità di applicare il calcolo matriciale delle strutture tramite software MATLAB per risolvere semplici strutture reticolari o inflesse (creazione del modello, applicazione dei carichi e vincoli, soluzione, determinazione delle azioni interne e delle tensioni); capacità di utilizzo di un codice commerciale agli elementi finiti per il calcolo strutturale meccanico (creazione del modello, applicazione dei carichi e vincoli, soluzione, interpretazione dei risultati); 4

3 Contenuti del corso 1) CALCOLO MATRICIALE DELLE STRUTTURE: caratterizzazione dell elemento asta, formulazione di rigidezza e di deformabilità (4 ore), cambiamento di sistema di riferimento e matrice di rotazione (5 ore), carichi nodali equivalenti (1 ora). Caratterizzazione della struttura, assemblaggio della matrice di rigidezza (6 ore), caratteristiche della matrice di rigidezza della struttura, soluzione del sistema struttura, vincolamento. Effetto della temperatura (12 ore). Esempi di calcolo di strutture ad asta/trave con programmi in linguaggio MATLAB e con un codice commerciale (8 ore). 2) METODO DEGLI ELEMENTI FINITI (FEM): generalità, richiami di teoria dell elasticità, elementi finiti agli spostamenti (4 ore). Caratterizzazione dell elemento nel FEM: l elemento finito triangolare, funzioni di interpolazione, proprietà di compatibilità e di completezza (10 ore). Elemento finito triangolare assialsimmetrico (2 ore). Cenni sugli elementi finiti quadrangolari a quattro e otto nodi e sull elemento tetraedrico (2 ore). Esempi di calcolo FEM di strutture meccaniche con programmi in linguaggio MATLAB e con un codice commerciale (6 ore). 5 1) LEZIONI FRONTALI (alla lavagna) Metodi didattici 2) ESERCITAZIONI AL CALCOLATORE (con MatLab e con il codice commerciale agli elementi finiti ANSYS) Si suggerisce la costante presenza in aula. E' gradita la formulazione di domande durante le lezioni. Al termine del corso sarà distribuita una dispensa dettagliata sugli argomenti trattati a lezione. 6

4 ANSYS Student edition 7 Dispense Pubblicate al termine del corso 8

5 Testi di riferimento Gli appunti di lezione e le dispense sono più che sufficienti per superare l'esame con profitto. Per approfondimento, si suggeriscono i seguenti testi: A. Gugliotta. Elementi Finiti Parte I. Otto Editore, 2002 (disponibile su Internet). R.D. Cook, D.S. Malkus, M.E. Plesha. Concepts and applications of finite element analysis. New York: Wiley& Sons, K.J.Bathe. Numerical methods in finite element analysis, Prentice Hall, O.C. Zienkiewicz, R.L. Taylor. The Finite Element Method for solid and structural mechanics. Butterworth Heinemann, Modalità di verifica dell'apprendimento La verifica dell apprendimento avverrà mediante: esame scritto: svolgimento di 2 o più esercizi a risposta numerica aperta; esame orale: domande sui principali argomenti del corso e una prova pratica di utilizzo dei codici di calcolo illustrati nelle esercitazioni. Per accedere all esame orale è necessario ottenere un voto sufficiente ( 18) all esame scritto. Il voto finale sarà calcolato come media fra i voti dell esame scritto e orale. 10