ITALIANO

Configurazione strutturale di un Velivolo. determinazione dei carichi. Analisi strutturale statica lineare degli elementi strutturali della fusoliera e dell’ala di un velivolo con metodi tradizionali. Cenni di aeroelasticità. Scelta dei materiali. Elementi generali della teoria degli elementi finiti.

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.
Appunti del corso di costruzioni aeronautiche (prof. Aniello Riccio)

Conoscenza e capacità di comprensione Il corso si prefigge di far acquisire allo studente una solida preparazione in materia di 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. Il fine è di definire, progettare le costruzioni caratteristiche sei sistemi aeronautici. Capacità di applicare conoscenza e comprensione Lo studente deve essere in grado di definire, progettare le costruzioni caratteristiche sei sistemi aeronautici. Autonomia di giudizio Lo studente deve essere in grado di formulare un giudizio critico sulle costruzioni caratteristiche sei sistemi aeronautici. Abilità comunicative Lo studente deve essere in grado di illustrare fondamenti teorici e applicativi relativi alle costruzioni caratteristiche sei sistemi aeronautici. Deve altresì argomentare i collegamenti logici tra diversi temi della materia, utilizzando un linguaggio tecnico proprio della materia. Capacità di apprendimento A conclusione del corso lo studente deve disporre di tutti gli strumenti utili per proseguire in modo autonomo, adottando un approccio critico, lo studio delle evoluzioni della materia, sia mediante continui aggiornamenti tecnici e normativi

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

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.

Esercizi svolti da presentare all'esame che non contribuiscono al voto ma sono propedeutici all'effettuazione della prova orale. Prova orale usualmente costituita da tre domande su argomenti trattati al corso che contribuiscono al voto finale .

Slides usate dal docente caricate su Teams dell’insegnamento Le prove di esame sono fissate con cadenza almeno mensile (ad esclusione della pausa estiva).

Parte 1 - 6 ore Configurazione del velivolo. Parte 2 - 20 ore Determinazione dei Carichi. Parte 3 - 20 ore 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 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 Parte 4 - 16 ore Applicazioni pratiche 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. Scelta dei materiali. Parte 5 10 ore 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.

Italian

Structural dimensioning of any wing or fuselage element with consolidated hand calculation or analytic methodologies. Fundament of Applied Aeroelasticity. Materials selection.

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.
Notes from the course (prof. Aniello Riccio).

Knowledge and Understanding The course aims to provide the student with a solid foundation in the verification and design criteria for components of thin-walled and shell structures in aeronautical and aerospace construction. Topics covered include airworthiness, elements of aeroelasticity, matrix methods for structural analysis, and finite element theory. The goal is to define and design the characteristic constructions of aeronautical systems. Ability to Apply Knowledge and Understanding The student must be able to define and design the characteristic constructions of aeronautical systems. Judgment Autonomy The student must be able to formulate a critical judgment regarding the characteristic constructions of aeronautical systems. Communication Skills The student must be able to illustrate the theoretical and practical fundamentals related to the characteristic constructions of aeronautical systems. They should also be able to explain the logical connections between various topics in the field, using the specific technical language of the discipline. Learning Ability At the end of the course, the student should have all the tools necessary to continue autonomously, adopting a critical approach, to study the evolution of the subject, both through continuous technical and regulatory updates.

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

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

Exercises to be presented for the exam These exercises are not counted towards the final grade but are preparatory for the oral exam. Oral Exam The oral exam typically consists of three questions on topics covered in the course, and these contribute to the final grade.

Slides used by the teacher on Teams The exam tests are scheduled at least once a month (excluding the summer break).

Part 1 - 6 hours Aircraft Configuration Part 2 - 20 hours Load Determination Part 3 - 20 hours Thin-Walled Beams Subjected to Shear Single-Connected Sections (Open) Multi-Connected Sections (Closed) Thin-Walled Beams Subjected to Torsion Single-Connected Sections (Open) Multi-Connected Sections Warping for Open Sections Bredt’s Theory Practical Shell Ideal Model: Shear Flow in the Webs for Open Sections Ideal Model: Shear Flow in the Webs for Closed Sections Verification of a Practical Shell Part 4 - 16 hours Practical Applications Manoeuvre Diagram Gust Diagram Load Balancing Diagram Fatigue in Aeronautics: Palmgren-Miner Formula (Cumulative Damage) Static Aeroelasticity Aircraft Divergence Speed Aircraft Control Inversion Speed. Material Selection. Part 5 - 10 hours Finite Element Method Matrix Methods for Structural Analysis Direct Methods and/or Variational Methods for Determining the Stiffness Matrix Stiffness Matrix of the Rod Element Stiffness Matrix of the Beam Element Stiffness Matrix of the Plane Stress and Plane Strain Element Assembly of the Global Stiffness Matrix and Solution Methods Substructure Method Cyclic Symmetry Axisymmetric Solids