Indice

Programma

Obiettivi formativi

Il corso si prefigge di fornire allo studente una conoscenza dei moderni metodi di calcolo di componenti meccanici tramite l'ausilio del calcolatore. Il corso è strutturato in modo da fornire allo studente non solo una conoscenza del mezzo, ma anche della teoria alla base dei metodi numerici di calcolo automatico, teoria che viene poi impiegata nella scrittura di un semplice programma agli elementi finiti. Sebbene il corso si incentri sugli elementi finiti, si sottolinea anche l'importanza dei manipolatori algebrici nel calcolo strutturale.

Prerequisiti

Conoscenza basilare dei contenuti di Disegno Meccanico, Scienza delle Costruzioni, Meccanica applicata alle Macchine, Costruzione di Macchine, Algebra lineare.

Contenuti del corso

Manipolatori algebrici. Applicazioni di manipolatori algebrici a problemi meccanici, quali teste di biella, tubi di forma non tradizionale, mole eccentriche, descritti tramite la teoria delle travi curve o tramite approcci analitici. Definizione del campo di validità delle teorie impiegate per lo specifico problema.

Scrittura di semplici programmi agli elementi finiti. Sviluppo di semplici programmi agli elementi finiti per impieghi nel campo strutturale. Sviluppo di elementi finiti agli spostamenti piani triangolari. Cenni di teoria degli elementi isoparamentrici. Assemblaggio, caricamento, vincolamento e soluzione. Codifica in Fortran. Interpretazione da un punto di vista fisico delle approssimazioni adottate. Sviluppo di semplici meshatori automatici per la discretizzazione di geometrie meccaniche. Validazione dei programmi agli elementi finiti tramite confronto con risultati estratti dall'Effetto Intaglio.

Impiego di programmi commerciali agli elementi finiti. Impiego di semplici programmi commerciali agli elementi finiti. Applicazioni nel campo strutturale, con riferimento a mole, tamponi deformabili, piedi di biella, mozzi di ruote di carrelli.

Contenuti dettagliati

Richiami di teoria dell'elasticità per i continui

Teoria degli elementi finiti triangolari a 3 nodi (lineari agli spostamenti)

Utilizzo del manipolatore algebrico Maxima

Basi di linguaggio Fortran 77

Semplici programmi di calcolo scientifico in Fortran 77

Codice ad elementi finiti autocostruito per elementi tria3

Quadratura gaussiana

Teoria degli elementi finiti isoparametrici 4 nodi

Rappresentazione in forma bandata della matrice di rigidezza

Strumenti avanzati di modellazione ad elementi finiti

Strutture studiate con codice FE MSC.Marc/Mentat

Esempi di strutture calcolate con l'ausilio del manipolatore algebrico

Analisi qualitativa di strutture

Varie ed eventuali

Materiale didattico

Finite Element Procedures in Engineering analysis, Autore:Bathe

Finite Element Modeling For Stress Analysis, Autore Cook

Finite Element Method, Autori: Zienkiewicz , Taylor

Fortran 90/95 Guida alla programmazione, McGraw-Hill, Autore J. Chapman