Docente/i: Fabio Carli  

Denominazione del corso: Biomeccanica LS
Codice del corso: 064022
Corso di laurea: Ingegneria Biomedica
Settore scientifico disciplinare: ING-IND/34
Crediti formativi: CFU 5
Sito web del corso: n.d.

Obiettivi formativi specifici

Il corso fornisce allo studente conoscenze di meccanica e metodologie per lo studio di sistemi biomeccanici. In particolare vengono estesi i concetti di statica, cinematica e legame costitutivo sino ad includere alcuni comportamenti non lineari fondamentali relativi ai materiali biologici. Il corso include inoltre i fondamenti della modellazione meccanica monodimensionale fornendo anche conoscenze di base relative a metodi analitici e numerici per lo studio e la modellazione di problemi meccanici in ambito biomedicale.

Programma del corso

Complementi di meccanica dei corpi deformabili
Richiami di statica e cinematica, Stato di sforzo e di deformazione.

Legame costitutivo e teorie di rottura
Relazioni sforzi-deformazioni ed evidenza sperimentale, Elasticità, anelasticità, rottura e dipendenza dal tempo, Legame elastico: aspetti energetici, esistenza ed unicità della risposta elastica, Limite elastico e criteri di resistenza, Fatica, Concentrazione di sforzo, Legami anelastici: viscoelasticità, Modelli viscoelastici empirici, Biomeccanica dell'osso, Biomeccanica dei tessuti molli: tendini e legamenti, muscoli, cartilagini, pelle, vasi sanguigni.

Problema elastico
Formulazione del problema ed unicità della soluzione, azione assiale e flessione, Tensoflessione, Momento torcente, Taglio: trattazione approssimata.

Comportamento di elementi 1D e metodi energetici
Cinematica e statica di elementi 1D rettilinei, Equazione della linea elastica, Principio dei lavori virtuali, Aspetti energetici: energia potenziale, Stabilità dell'equilibrio: sistemi ad elasticità concentrata e ad elasticità distribuita.

Programma esercitazioni
CINEMATICA: atti di moto e vincoli, Vincoli biomeccanici e muscoli, STATICA: sistemi di forze esterne e reazioni vincolari, Metodi di soluzione grafici ed analitici, APPLICAZIONE DELLA STATICA ALLA BIOMECCANICA: gomito, spalla, colonna vertebrale, anca, ginocchio, caviglia, Azioni interne e valutazione dello stato di sollecitazione, Tracciamento diagrammi azioni interne, Linea elastica, Analogia di Mohr, Applicazione del teorema dei lavori virtuali, Verifica di sezioni e principi di dimensionamento, MECCANICA SPERIMENTALE: cenni, DISCRETIZZAZIONE DI UN CONTINUO DEFORMABILE: cenni, Approccio numerico alla soluzione di un continuo deformabile.

Prerequisiti

Elementi di meccanica del continuo (deformazione, tensione, legami costitutivi, criteri di resistenza).

Tipologia delle attività formative

Lezioni (ore/anno in aula): 30
Esercitazioni (ore/anno in aula): 15
Laboratori (ore/anno in aula): 0
Progetti (ore/anno in aula): 0

Materiale didattico consigliato

Copia dei lucidi utilizzati per le lezioni e le esercitazioni.

Modalità di verifica dell'apprendimento

Le modalità d’esame prevedono le due seguenti tipologie alternative di valutazione: a) 1 prova scritta “in itinere” + 1 presentazione di argomento + prova orale riservata ai sufficienti nella prova scritta b) prova scritta + prova orale per chi non rientra nella tipologia di cui al punto a).