Programma sintetico

Proprietà strutturali dei materiali (resistenza, rigidezza, densità, espansione termica) e relative caratteristiche per le applicazioni nel campo stpaziale. Richiami sulla tecnologia di produzione di materiali compositi laminati. Micromeccanica dei materiali compositi: analisi della rigidezza e della resistenza. Macromeccanica dei materiali compositi (meccanica del laminato): analisi della rigidezza e della resistenza. Soluzione di problemi di analisi strutturale di piastre laminate in composito.


Programma dettagliato

1. Proprietà e caratteristiche di materiali strutturali per le applicazioni in campo spaziale
2. Introduzione ai compositi
3. Micromeccanica: rigidezza, Et, El, Vlt, Glt
4. Micromeccanica: resistenza
5. Elasticità della lamina al variare della direzione
6. Equazioni di compatibilità cinematica della piastra laminata
7. Equazioni di equilibrio della piastra laminata
8. Equazioni costitutive della piastra laminata
9. Caratteristiche di accoppiamento nelle equazioni costitutive del laminato
10. Equazioni generali del laminato
11. Resistenza della lamina al variare della direzione di applicazione del carico
12. Criteri di resistenza della lamina e resistenza del laminato
13. Soluzione delle equazioni del laminato
14. Esempi di elementi strutturali in composito nelle strutture di satelliti e lanciatoriin composito nelle strutture di satelliti e lanciatori

Dispense e documentazione messa a disposizione dal docente sul sito web del corso.

Programma sintetico

Funzioni e proprieta' del sistema strutturale e degli elementi costruttivi dei sistemi spaziali (satelliti, sistemi di trasporto spaziale, sistemi abitati) e dei loro materiali. Introduzione al system engineering per i sistemi spaziali. Ambiente spaziale: analisi dei carichi nelle diverse fasi della missione. Tecniche agli elementi finiti per la soluzione dei problemi strutturali. Introduzione alla progettazione di strutture spaziali. La piastra come modello strutturale. Elementi di dinamica strutturale.

Programma dettagliato

1. Architettura dei sistemi spaziali e dello spacecraft
2. Configurazioni strutturali di satelliti.
3. Configurazioni strutturali di lanciatori.
4. Environment meccanico di una missione.
5. Progettazione strutturale di uno spacecraft (FOS e MOS)
6. Introduzione al system engineering per lo spazio.
7. Processo di progettazione di uno spacecraft.
8. Criteri di definizione della configurazione di uno spacecraft.
9. Progetto concettuale di un sistema spaziale.

10. Teorema di lavori virtuali per continui solidi 3D.
11. L’equazione degli elementi finiti: introduzione delle funzioni di forma.
12. Considerazioni sulla forma debole delle equazioni dei continui.
13. Elemento finito di asta. Coordinate locali e globali.
14. Assemblaggio della matrice di rigidezza: sistemi elastici a parametri concentrati.
15. Elementi finiti di continui 2D.
16. Elementi finiti di trave flessionale nello spazio 2D. considerazioni sulle caratteristiche di continuità e completezza delle funzioni di forma.
17. Matrice di massa di continui 3D. imposizione delle condizioni al contorno sugli spostamenti
18. Elementi isoparametrici. Introduzione delle coordinate naturali.
19. Elementi isoparametrici 2D e 3D.
20. Implementazione del metodo; uso della quadratura di Gauss sulla costruzione della K e di F; matrice di rigidezza bandata. Rappresentazione band plot della soluzione.

21. Piastra isotropa inflessa: soluzione alla Navier
22. Soluzione con tecniche alla Navier delle equazioni piastra in conf. def.
23. Carico critico della piastra compressa

24. Auto valori e auto vettori di sistemi dinamici MDOF: ortogonalità e normal.
25. Diagonalizzazione delle equazioni di sistemi MDOF coordinate modali.
26. Caratteristiche generali della dinamica libera di sistemi SDOF.

27. Progettazione della struttura primaria di uno spacecraft
28. Fattori di sicurezza nella progettazione di strutture spaziali
29. Margini di sicurezza nella progettazione di sistemi spaziali e nei componenti strutturali di un veicolo spaziale
30. Influenza di diversi fattori nella progettazione di componenti strutturali: manufacturing, assemblaggio e testing, costi di produzione, requisiti di sistema

Dispense e documentazione messa a disposizione dal docente sul sito web del corso.