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    Aniello RICCIO

    Insegnamento di COSTRUZIONI AERONAUTICHE

    Corso di laurea in INGEGNERIA AEROSPAZIALE, MECCANICA, ENERGETICA

    SSD: ING-IND/04

    CFU: 9,00

    ORE PER UNITÀ DIDATTICA: 72,00

    Periodo di Erogazione: Primo Semestre

    Italiano

    Lingua di insegnamento

    ITALIANO

    Contenuti

    Analisi strutturale statica lineare degli elementi strutturali della fusoliera e dell’ala di un velivolo con metodi tradizionali. Cenni di aeroelasticità Elementi generali della teoria degli elementi finiti.

    Testi di riferimento

    Paul Vallat “Résistance des Materiaux –Appliqèe a l’Aviation” Librairie PolytechniqueCh. Beranger - Paris
    T.H.G. Megson “Aircraft Structures” Arnold
    F. Scaramuzzino “Calcolo strutturale con gli elementi finiti” RCS Libri & Grandi Opere S.p.A.

    Obiettivi formativi

    Il corso si propone di fornire agli studenti i principali criteri di verifica e di progetto dei componenti delle costruzioni aeronautiche e spaziali a parete sottile (thin walled-beams) e a guscio pratico . Airworthiness ed elementi di aeroelasticità. Metodi matriciali dell’analisi strutturale e teoria degli elementi finiti.

    Prerequisiti

    Conoscenza della “Teoria dell’elasticità” e della “ Scienza delle Costruzioni”

    Metodologie didattiche

    Le lezioni frontali sono tenute dal docente del corso, hanno durata di 120 minuti. Sono previste, inoltre, alcune esercitazioni numeriche sull’uso dei metodi tradizionali e sull’uso di codici FEM per l’analisi delle strutture aerospaziali.

    Metodi di valutazione

    Due prove scritte ed una prova orale.

    Altre informazioni

    Le prove di esame sono fissate con cadenza almeno mensile (ad esclusione della pausa estiva).

    Programma del corso

    Travi a parete sottile sottoposte a taglio
    Sezioni monoconnesse (aperte)
    Sezioni pluriconnesse (chiuse)
    Travi a parete sottile sottoposte a torsione
    Sezioni monoconnesse (aperte)
    Sezioni pluriconnesse
    Warping per sezioni aperte
    Teoria di Bredt
    Torsione non uniforme: trave a doppio “ T” vincolata ad un estremo (trattazione di Thimoshenko)
    Torsione non uniforme: teoria di Wagner
    Guscio pratico
    Modello ideale: flusso di taglio nelle anime per le sezioni aperte
    Modello ideale: flusso di taglio nelle anime per le sezioni chiuse
    Verifica di un guscio pratico
    Applicazioni pratiche
    Verifica di una centina di forza
    Verifica di un’ordinata di forza
    Airworthiness
    Diagramma di manovra
    Diagramma di raffica
    Diagramma dei carichi di bilanciamento
    Fatica in aeronautica: formula di Palmgren-Miner (danno cumulativo)
    Aeroelasticità statica
    Velocità di divergenza di un velivolo
    Velocità d’inversione dei comandi per un velivolo
    Metodo degli elementi finiti
    Metodi matriciali per l’analisi delle strutture.
    Metodi diretti e/o metodi variazionali per la determinazione della matrice di rigidezza
    Matrice di rigidezza dell’elemento asta.
    Matrice di rigidezza dell’elemento trave.
    Matrice di rigidezza dell’elemento di stato tensionale piano e di deformazione piana.
    Assemblaggio della matrice di rigidezza globale e metodi di risoluzione.
    Metodo delle sottostrutture.
    Simmetria ciclica.
    Solidi assialsimmetrici.

    English

    Teaching language

    Italian

    Contents

    Structural dimensioning of any wing or fuselage element with consolidated hand calculation or analytic methodologies.

    Textbook and course materials

    Paul Vallat “Résistance des Materiaux –Appliqèe a l’Aviation” Librairie PolytechniqueCh. Beranger - Paris
    T.H.G. Megson “Aircraft Structures” Arnold
    F. Scaramuzzino “Calcolo strutturale con gli elementi finiti” RCS Libri & Grandi Opere S.p.A.

    Course objectives

    The design of Aircraft Structures course aims to provide students with the main criteria for verification and design of the components of aeronautical and aerospace structures ( thin walled-beams and idealized shells).
    Airworthiness and elements of aeroelasticity.
    Matrix methods of structural analysis and finite element theory.

    Prerequisites

    Knowledge of the "Elasticity Theory" and the "Structural mechanics"

    Teaching methods

    The lectures are held by the teacher of the course, have a duration of 120 minutes. There are also some numerical exercises on the use of traditional methods and on the use of FEM codes for the analysis of aerospace structures

    Evaluation methods

    Two written tests and one oral exam.

    Other information

    The exam tests are scheduled at least once a month (excluding the summer break).

    Course Syllabus

    Shear of thin-walled beams
    Mono-connected sections (open)
    Multi-connected sections (closed)
    Torsion of thin-walled beams
    Mono-connected sections (open)
    Multi-connected sections
    Warping for open sections
    Bredt theory
    Non–uniform twist : constrained double "T" beam (Thimoshenko’s theory)
    Non–uniform twist: Wagner's theory
    Structural idealization
    Ideal model: shear flow for open sections
    Ideal model: shear flow for closed sections
    Idealized beam section structural verification
    Practical applications
    Stress analysis of wing ribs
    Stress analysis of fuselage frames
    Airworthiness
    Maneuvering diagram
    Gust envelope
    Balancing loads diagram
    Fatigue in aeronautics: Palmgren-Miner formula (cumulative damage)
    Static aeroelasticity
    Divergence speed
    Aileron reversal speed
    Finite element method
    Matrix methods for structural analysis.
    Direct methods and / or variational methods to determine the stiffness matrix
    Stiffness matrix of the rod element.
    Stiffness matrix of the beam element.
    Stiffness matrix of the plane stress and plan strain element.
    Assembly of the global stiffness matrix and resolution methods.
    Substructure method.
    Cyclic symmetry.
    Axisymmetric solids.

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