Meccanica dei Materiali e della Frattura

Il corso ha l’obiettivo di fornire agli studenti le conoscenze teoriche e gli strumenti operativi necessari per la comprensione e la modellazione del comportamento costitutivo dei materiali. In particolare, il percorso formativo mira a sviluppare competenze nella descrizione matematica dei modelli costitutivi, nella loro implementazione computazionale e nella valutazione critica dei risultati numerici ottenuti.

Al termine del corso, gli studenti saranno in grado di:

• comprendere i concetti matematici alla base dei modelli costitutivi e discuterne i limiti di applicabilità;
• implementare modelli costitutivi, anche complessi, in ambiente agli elementi finiti;
• analizzare e valutare la correttezza dei risultati numerici;
• verificare e validare modelli costitutivi attraverso l’estrazione di parametri da prove meccaniche;
• progettare campagne sperimentali finalizzate alla calibrazione dei modelli.

Lo sviluppo delle competenze sarà supportato da attività progettuali svolte in Matlab e/o in software dedicati agli elementi finiti.

Questo corso esplora approcci teorici, risultati tecnici e metodi computazionali per la descrizione del comportamento costitutivo dei materiali. L’analisi parte dalla struttura multiscala dei costituenti dei materiali da costruzione e affronta, oltre ai modelli di comportamento elastoplastico, anche i fenomeni legati alla meccanica del danno e a processi multifisici, come la poroelasticità.

Il programma prevede:

1. Richiami sul comportamento fenomenologico dei materiali e sugli effetti di anisotropia.
2. Introduzione ai principi termodinamici per lo sviluppo di modelli costitutivi.
3. Approcci teorici e computazionali per la modellazione multiscala.
4. Metodi di omogeneizzazione per materiali con microstruttura.
5. Elementi di meccanica della frattura, del danno e della plasticità.
6. Modellazione agli elementi finiti in regime elastoplastico.
7. Modellazione agli elementi finiti in ambito multifisico (ad es. poroelasticità).

Sebbene non siano previste propedeuticità formali, è fortemente consigliato l’acquisizione preliminare (Laurea Triennale) delle conoscenze e competenze inerenti gli aspetti di base della meccanica dei materiali e delle strutture, della meccanica del continuo, degli approcci progettuali, delle principali tecnologie di produzione di materiali convenzionali e avanzati.

I metodi didattici impiegati si articolano in:

• Lezioni frontali in aula su tutti gli argomenti del programma.
• Esercitazioni svolte mediante l’uso di software applicativi per calcolo agli elementi finiti.

Sono previste, inoltre, lezioni frontali a carattere seminariale.

Sono previsti compiti progettuali, assegnati in relazione ai contenuti teorici trattati a lezione. La prova orale consiste nella discussione dei risultati ottenuti, presentati dallo studente in un breve report, e nella trattazione degli aspetti teorici fondamentali a supporto delle soluzioni proposte.

Appunti delle lezioni.

Articoli su riviste scientifiche.

Capitoli scelti da volumi scientifici e tecnici.

L’orario di ricevimento è definito dal docente all’inizio del semestre didattico, in accordo con gli studenti. Per ulteriori informazioni, contattare direttamente il docente.

Per maggiori informazioni consultare la pagina GOMP relativa all’anno accademico di riferimento, dove è possibile scaricare la Scheda completa dell’Insegnamento.