18/04/2014 Tesi di laurea in Costruzioni Aerospaziali prof. Ugo Galvanetto e ing. Mirco Zaccariotto 1 Analisi di Affidabilità Strutturale per Applicazioni Aerospaziali • L’analisi di incertezza riveste da sempre un ruolo fondamentale nella progettazione di strutture aerospaziali. Nell’approccio tradizionale, le varie fonti di incertezza connesse al ciclo vita della struttura (incertezze di modello, variazioni nelle condizioni ambientali e operative, proprietà del materiale...) vengono contemplate dalle normative tramite l’introduzione di coefficienti di sicurezza, la cui derivazione si basa soprattutto sull’esperienza passata. Tale metodologia conduce inevitabilmente ad una struttura sovradimensionata, con l’effetto di aumentarne il peso e i costi di realizzazione, entrambi aspetti critici nell’ambito aerospaziale. 1 18/04/2014 SEA: Statistical Energy Analysis • • • • • • Metodo per lo studio della distribuzione dell’energia all’interno di una struttura sollecitata da forzanti esterne. Il metodo è impiegato nelle fasi preliminari della progettazione (non è necessario conoscere tutti i dettagli del sistema). Permette di definire i livelli medi di energia, deformazioni, tensione nei principali sottosistemi. Si traduce nel risolvere un sistema di equazioni lineari. Applicato nella progettazione vibroacustica dei satelliti. Nuove applicazioni: ripartizione dell’energia in un satellite sottoposto a collisioni con micro-meteoriti. 1 Beam 1 Satellite modellato con 14 componenti (12 superfici e 2 beam) Impatto su superficie 1 Beam 2 Part surface 1 surface 2 surface 3 Beam 1 surface 4 surface 5 surface 6 Energy ratio 82.26% 14.51% 3.51% 0.02% 0.00% 0.00% 0.00% surface 7 0.00% surface 8 surface 9 Beam 2 surface 10 surface 11 surface 12 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% New non-local theory of the continuum : Peridynamics • Nuova metodologia di calcolo strutturale • Soprattutto nel caso di cricche 2 18/04/2014 Progettazione e verifica strutturale di velivoli in materiale composito • Prof. Sambin di Psicologia costruisce velivoli • Noi siamo impegnati nella progettazione di un velivolo ultraleggero. Le figure sono prese da varie tesi svolte sull’argomento. Finite Element Analysis (FEA) • Il problema dell’impatto strutturale – Bird strike – Motorcycle helmets – Automotive wheels – Theoretical aspects – Computational aspects Immagine dalla tesi di laurea di A. Tonazzo. Immagine dalla tesi di dottorato di G.D. Caserta 3 18/04/2014 Nonlinear dynamics – energy harvesting • Double pendulum demonstration Aeroelasticity (with Prof. E. Benini) and Structural instability • Euler’s approach • Koiter’s approach • Thompson’s approach Fluid structure interaction with weak coupling, figure from A. Mattara’s final year project. • It is a theoretical topic, some matlab programming skills required (based on a paper by S. Lenci and G. Rega) 4
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