Il corso ha l’obiettivo di fornire le conoscenze di base proprie delle costruzioni e delle strutture aeronautiche con particolare riguardo agli strumenti matematici, tecnici e normativi utili all’analisi del loro stato di deformazione e sforzo e alla loro progettazione di primo livello. Lo studente acquisirà inoltre le conoscenze delle strutture aeronautiche complesse, con particolare enfasi sul cassone alare e sulla struttura di fusoliera, e dei criteri da applicare per scongiurare l’insorgenza di condizioni di lavoro per loro strutturalmente critiche. Nel quadro di questo percorso, l’insegnamento si propone di fornire allo studente le capacità di: 1) comunicare con chiarezza, competenza e proprietà di linguaggio le tematiche relative alla progettazione strutturale dei velivoli; 2) affrontare, tramite le metodologie di analisi acquisite, problemi strutturali, valutandone l'adeguatezza rispetto alle specifiche progettuali; 3) procedere al progetto statico di primo livello di elementi strutturali tipici dei velivoli, come strutture alari e strutture di fusoliera, che verifichi i criteri per scongiurare l’insorgenza di fenomeni di instabilità strutturale.
scheda docente
materiale didattico
Il programma dell’insegnamento è strutturato per fornire agli studenti conoscenze e competenze nell'ambito della progettazione strutturale di componenti aeronautici, tramite metodologie ampiamente utilizzate nelle fasi di progettazione concettuale e preliminare del velivolo.
Il programma dell’insegnamento è articolato in 36 lezioni frontali (pari a 9CFU) suddivise nelle seguenti cinque sezioni principali:
1) Teoria delle travi: richiami sulla teoria della flessione bidirezionale e trazione, torsione e taglio di travi a parete sottile monocella e a parete sottile aperta. Teoria della torsione e taglio in travi a parete sottile multicella, travi rastremate.
2) Principi di progettazione del velivolo e introduzione delle strutture semimonoscocca: tipologie di carichi agenti sul velivolo, accenni alle normative di riferimento per la progettazione del velivolo, struttura del cassone alare, struttura di fusoliera, analisi dello stato di sforzo e deformazione, idealizzazione strutturale.
3) Teoria di Kirchhoff delle piastre sottili: problema a membrana, problema a flessione, metodo delle autofunzioni per piastre semplicemente appoggiate.
4) Elementi di teoria della stabilità elastica: analisi della stabilità dell'equilibrio elastico di travi soggette a carichi di compressione (carico di Eulero); analisi della stabilità dell'equilibrio elastico di piastre soggette a carichi di compressione; problema del buckling per le strutture aeronautiche.
5) Teoria dei gusci: comportamento a membrana di gusci di rivoluzione con carichi assialsimmetrici. Analisi dello stato di sforzo indotto dalla pressurizzazione in una fusoliera.
- C.T. Sun, Mechanics of Aircraft Structures, John Wiley & Sons, New York, 1998 (per gli argomenti 1, 2, 3 e 4 del programma)
- S.P. Timoshenko, Theory of Plates and Shells, McGRAW-hill, 1959 (per gli argomenti 3 e 5 del programma)
- Dispense del docente (per tutti gli argomenti del programma)
Il materiale didattico utilizzato è indicato di volta in volta dal docente durante le lezioni. Le dispense sono rese disponibili sulla piattaforma Moodle, per agevolarne la fruizione sia da parte degli studenti frequentanti che di quelli non frequentanti. Sulla piattaforma Moodle vengono rese disponibili anche le specifiche dell'esercitazione di gruppo che gli studenti devono svolgere durante l'anno, nonché una raccolta delle prove d'esame scritte di appelli precedenti, mirata a fornire agli studenti un valido e realistico banco di prova su cui esercitarsi in visone dell'esame finale.
Programma
L’insegnamento di Costruzioni Aeronautiche rientra nell'ambito delle attività caratterizzanti l' SSD ING-IND/04 Costruzioni e strutture aerospaziali.Il programma dell’insegnamento è strutturato per fornire agli studenti conoscenze e competenze nell'ambito della progettazione strutturale di componenti aeronautici, tramite metodologie ampiamente utilizzate nelle fasi di progettazione concettuale e preliminare del velivolo.
Il programma dell’insegnamento è articolato in 36 lezioni frontali (pari a 9CFU) suddivise nelle seguenti cinque sezioni principali:
1) Teoria delle travi: richiami sulla teoria della flessione bidirezionale e trazione, torsione e taglio di travi a parete sottile monocella e a parete sottile aperta. Teoria della torsione e taglio in travi a parete sottile multicella, travi rastremate.
2) Principi di progettazione del velivolo e introduzione delle strutture semimonoscocca: tipologie di carichi agenti sul velivolo, accenni alle normative di riferimento per la progettazione del velivolo, struttura del cassone alare, struttura di fusoliera, analisi dello stato di sforzo e deformazione, idealizzazione strutturale.
3) Teoria di Kirchhoff delle piastre sottili: problema a membrana, problema a flessione, metodo delle autofunzioni per piastre semplicemente appoggiate.
4) Elementi di teoria della stabilità elastica: analisi della stabilità dell'equilibrio elastico di travi soggette a carichi di compressione (carico di Eulero); analisi della stabilità dell'equilibrio elastico di piastre soggette a carichi di compressione; problema del buckling per le strutture aeronautiche.
5) Teoria dei gusci: comportamento a membrana di gusci di rivoluzione con carichi assialsimmetrici. Analisi dello stato di sforzo indotto dalla pressurizzazione in una fusoliera.
Testi Adottati
- T.H.G. Megson, Aircraft Structures for Engineering Students, Arnold, London, 1999 (per gli argomenti 1, 2, 3 e 4 del programma)- C.T. Sun, Mechanics of Aircraft Structures, John Wiley & Sons, New York, 1998 (per gli argomenti 1, 2, 3 e 4 del programma)
- S.P. Timoshenko, Theory of Plates and Shells, McGRAW-hill, 1959 (per gli argomenti 3 e 5 del programma)
- Dispense del docente (per tutti gli argomenti del programma)
Il materiale didattico utilizzato è indicato di volta in volta dal docente durante le lezioni. Le dispense sono rese disponibili sulla piattaforma Moodle, per agevolarne la fruizione sia da parte degli studenti frequentanti che di quelli non frequentanti. Sulla piattaforma Moodle vengono rese disponibili anche le specifiche dell'esercitazione di gruppo che gli studenti devono svolgere durante l'anno, nonché una raccolta delle prove d'esame scritte di appelli precedenti, mirata a fornire agli studenti un valido e realistico banco di prova su cui esercitarsi in visone dell'esame finale.
Bibliografia Di Riferimento
Dispense del docente (per tutti gli argomenti del programma)Modalità Erogazione
La didattica è strutturata in modo da prevedere 36 lezioni di didattica frontale in aula. Alcune lezioni verranno dedicate all'approfondimento pratico di quanto appreso nelle lezioni teoriche, tramite opportune esercitazioni guidate dal docente. Alcune lezioni verranno inoltre dedicate alla presentazione e discussione di un progetto pratico nell'ambito delle costruzioni aeronautiche che gli studenti dovranno svolgere come lavoro di gruppo da presentare all'esame finale. La traccia del progetto viene distribuita in tempo utile a garantire agli studenti la possibilità di sostenere l'esame al primo appello utile dopo la fine del corso. Il materiale didattico è reso disponibile sulla piattaforma Moodle, per agevolarne l'accessibilità sia agli studenti frequentanti che non frequentanti.Modalità Frequenza
La frequenza al corso, seppur consigliata, non è obbligatoria.Modalità Valutazione
La preparazione degli studenti viene valutata tramite una prova scritta di 2 ore e mezza e una prova orale. La prova scritta comprende un esercizio e una o due domande teoriche con risposte aperte, volte a verificare il livello di comprensione effettiva dei concetti e la capacità degli studenti di applicarli in contesti reali. Il superamento della prova scritta è prerequisito per partecipare alla prova orale, che comprende domande teoriche e pratiche relative all'intero programma. Durante la prova orale verrà anche discusso il progetto di gruppo che gli studenti avranno svolto durante l'anno. Il progetto dovrà essere presentato, sotto forma di elaborato scritto, non oltre una settimana prima della data fissata per la prova scritta.