italiano

Richiami sulle equazioni di equilibrio e sui principali modelli cinematici del continuo, legame costitutivo in materiali elastici lineari; problema variazionale e forma discreta dell’equazioni differenziali alle derivate parziali (PDE) in elasticità; metodo di Ritz-Galerkin; analisi matriciale di strutture reticolari; l’approccio agli spostamenti; formulazione del problema di minima energia potenziale nel Metodo degli Elementi Finiti; analisi elastica; elementi di ordine elevato ed isoparametrici; non linearità del materiale; applicazioni con l’ausilio di codici FEM a sistemi mono, bi- e tri-dimensionali ed, in particolare, simulazioni numeriche in ambiente ANSYS- Multiphisics: 1) fase di pre-processing: modellazione geometrica del problema; impostazione delle caratteristiche costitutive dei materiali; scelta dell’elemento finito e discretizzazione del modello (mesh); impostazioni delle condizioni iniziali ed al contorno; 2) fase di solution: scelta del solutore; 3) fase di post-processing: analisi dei risultati. Approfondimento del linguaggio di programmazione Ansys Parametric Design Language (APDL) per l’utilizzo della modalità batch in ambiente ANSYS- Multiphisics.

Villaggio P. Mathematical models for elastic structures. Cambridge University Press. 2005.
Corradi dell’Acqua L. Meccanica delle strutture-Il comportamento dei mezzi continui. Volume 1. McGraw-Hill. 2010.
Corradi dell’Acqua L. Meccanica delle strutture-Le teorie strutturali ed il metodo degli elementi finiti. Volume 2. McGraw-Hill. 2010.
Boley AB, Weiner JH. Theory of thermal stresses. Dover pubblications. 1997.
Maugin GA. The thermomechanics of plasticity and fracture. Cambridge University Press. 1992.
Zienkiewicz OC. Taylor RL. The Finite Element Method (5th Edition). The basis. Volume 1. Elsevier, 2000.
Tutorials dei pacchetti software utilizzati.
Appunti dal corso.

Il corso mira a fornire agli studenti gli strumenti essenziali per la modellazione e l’analisi computazionale in ambito termo-meccanico di continui e strutture, prestando particolare attenzione alle applicazioni di specifico interesse per la Scienza delle Costruzioni.
Partendo dai fondamenti della modellazione basata sul Metodo degli Elementi Finiti (FEM) e da richiami di meccanica del continuo, lo scopo del corso è quello di illustrare i principali approcci alla modellazione ed alle strategie numeriche per la determinazione degli stati di sforzo e di deformazione in strutture monodimensionali (travi e telai), bidimensionali e tridimensionali, considerando anche esempi di materiali che esibiscano non linearità costitutive, in regime di grandi spostamenti.
Infine, il corso ha come obiettivo l’apprendimento dell’utilizzo di codici di simulazione numerica commerciali quali ANSYS-Multiphisics per lo sviluppo di applicazioni in ambito termo-meccanico.

nessuno

Lezioni. Esercitazioni di simulazione numerica

Colloquio orale. Realizzazione di un elaborato con l’ausilio di un programma di calcolo numerico su un problema strutturale in ambito termo-meccanico.

nessuna

Richiami sulle equazioni di equilibrio e sui principali modelli cinematici del continuo, legame costitutivo in materiali elastici lineari; problema variazionale e forma discreta dell’equazioni differenziali alle derivate parziali (PDE) in elasticità; metodo di Ritz-Galerkin; analisi matriciale di strutture reticolari; l’approccio agli spostamenti; formulazione del problema di minima energia potenziale nel Metodo degli Elementi Finiti; analisi elastica; elementi di ordine elevato ed isoparametrici; non linearità del materiale; applicazioni con l’ausilio di codici FEM a sistemi mono, bi- e tri-dimensionali ed, in particolare, simulazioni numeriche in ambiente ANSYS- Multiphisics: 1) fase di pre-processing: modellazione geometrica del problema; impostazione delle caratteristiche costitutive dei materiali; scelta dell’elemento finito e discretizzazione del modello (mesh); impostazioni delle condizioni iniziali ed al contorno; 2) fase di solution: scelta del solutore; 3) fase di post-processing: analisi dei risultati. Approfondimento del linguaggio di programmazione Ansys Parametric Design Language (APDL) per l’utilizzo della modalità batch in ambiente ANSYS- Multiphisics.

Italian

Review of equilibrium equations and main kinematic models of the continuum, constitutive bond in linear elastic materials; variational problem and discrete form of partial differential equations (PDE) in elasticity; Ritz-Galerkin method; matrix analysis of reticular structures; the approach to travel; formulation of the minimum potential energy problem in the Finite Element Method; elastic analysis; high order and isoparametric elements; non-linearity of the material; applications with the aid of FEM codes to single, two- and three-dimensional systems and, in particular, numerical simulations in the ANSYS-Multiphisics environment: 1) pre-processing phase: geometric modeling of the problem; setting of the constitutive characteristics of the materials; choice of the finite element and discretization of the model (mesh); initial and boundary conditions settings; 2) solution phase: choice of the solver; 3) post-processing phase: analysis of the results. In-depth study of the Ansys Parametric Design Language (APDL) programming language for the use of batch mode in the ANSYS-Multiphisics environment.

Villaggio P. Mathematical models for elastic structures. Cambridge University Press. 2005.
Corradi dell’Acqua L. Meccanica delle strutture-Il comportamento dei mezzi continui. Volume 1. McGraw-Hill. 2010.
Corradi dell’Acqua L. Meccanica delle strutture-Le teorie strutturali ed il metodo degli elementi finiti. Volume 2. McGraw-Hill. 2010.
Boley AB, Weiner JH. Theory of thermal stresses. Dover pubblications. 1997.
Maugin GA. The thermomechanics of plasticity and fracture. Cambridge University Press. 1992.
Zienkiewicz OC. Taylor RL. The Finite Element Method (5th Edition). The basis. Volume 1. Elsevier, 2000.
Tutorials of the software packages used.
Notes from the course.

The course aims to provide students with the essential tools for modeling and computational analysis in the thermo-mechanical field of continuum and structures, paying particular attention to applications of specific interest for Structural Mechanics.
Starting from the fundamentals of modeling based on the Finite Element Method (FEM) and from references to continuum mechanics, the aim of the course is to illustrate the main approaches to modeling and numerical strategies for determining stress and strain states in one-dimensional structures (beams and frames), two-dimensional and three-dimensional, also considering examples of materials that exhibit constitutive non-linearities, in a regime of large displacements.
Finally, the course aims to learn the use of commercial numerical simulation codes such as ANSYS-Multiphisics for the development of applications in the thermo-mechanical field.

None

Front lessons, class exercitations on numerical simulations

Oral examination, presentation of one application of numerical calculation on a structural case study and discussion.

Review of equilibrium equations and main kinematic models of the continuum, constitutive bond in linear elastic materials; variational problem and discrete form of partial differential equations (PDE) in elasticity; Ritz-Galerkin method; matrix analysis of reticular structures; the approach to travel; formulation of the minimum potential energy problem in the Finite Element Method; elastic analysis; high order and isoparametric elements; non-linearity of the material; applications with the aid of FEM codes to single, two- and three-dimensional systems and, in particular, numerical simulations in the ANSYS-Multiphisics environment: 1) pre-processing phase: geometric modeling of the problem; setting of the constitutive characteristics of the materials; choice of the finite element and discretization of the model (mesh); initial and boundary conditions settings; 2) solution phase: choice of the solver; 3) post-processing phase: analysis of the results. In-depth study of the Ansys Parametric Design Language (APDL) programming language for the use of batch mode in the ANSYS-Multiphisics environment.