Dipartimento di Architettura e Territorio - Didattica

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MECCANICA DEI MATERIALI

Corso

Ingegneria Civile

Curriculum

GEOTECNICA PER LO SVILUPPO E LA SICUREZZA DEL TERRITORIO

Orientamento

Orientamento unico

Anno Accademico

2019/2020

Crediti

Settore Scientifico Disciplinare

ICAR/08

Anno

Primo anno

Unità temporale

Primo semestre

Ore aula

Attività formativa

Attività formative caratterizzanti

Canale unico

Docente

MICHELE BUONSANTI

Obiettivi

L’obiettivo del corso è di fornire il corretto completamento in merito alle informazioni necessarie per una completa progettazione strutturale sia alla grande sia alla piccola scala. Acquisite le nozioni teoriche necessarie sarà sviluppata una parte di modellazione e analisi strutturale alla micro-scala al fine di fornire informazioni e metodologie per analisi strutturali complesse a scala microscopica.

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.

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

Sì

Erogazione a distanza

Frequenza obbligatoria

Valutazione prova scritta

Valutazione prova orale

Valutazione test attitudinale

Valutazione progetto

Valutazione tirocinio

Valutazione in itinere

Prova pratica

Ulteriori informazioni