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Docente/i:
Ferdinando Auricchio
Armando Gobetti
Simone Morganti
Denominazione del corso: Dinamica delle strutture ed elementi di meccanica computazionale
Codice del corso: 502859
Corso di laurea: Ingegneria Civile
Sede: Pavia
Settore scientifico disciplinare: ICAR/08
L'insegnamento è caratterizzante per: Ingegneria Civile
Crediti formativi: CFU 12
Sito web del corso: n.d.
Obiettivi formativi specifici
Modulo A. Dinamica delle strutture
(A.Gobetti)
Il corso intende introdurre i concetti fodamentali della dinamica strutturale lineare. Prevede una parte introduttiva di dinamica lagrangiana.
Vengono di seguito affrontate le problematiche tipiche relative ai problemi agli autovalori per giungere infine all'integrazione numerica delle equazioni del moto.
Modulo B. Elementi di meccanica computazionale
(F.Auricchio)
Il corso si propone di fornire allo studente le conoscenze di base nell’ambito di alcuni metodi classici di meccanica computazionale.
In particolare, partendo dal classico metodo agli spostamenti per telai piani, si svilupperà il metodo degli elementi finiti per travi non deformabili a taglio e deformabili a taglio. Si passerà quindi allo sviluppo di elementi finiti per problemi al continuo bidimensionali (elementi triangolari e quadrangolari isoparametrici). Nella parte conclusiva del corso si affronterà la risoluzione di problemi non-lineari associati a fenomeni di stabilità dell’equilibrio presentando anche tecniche di continuazione.
Programma del corso
Modulo A. Dinamica delle strutture
(A.Gobetti)
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Sistemi a un grado di liberta' o riducibili (SDOF) Equazioni del moto
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Sistemi non smorzati
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Sistemi smorzati
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Risposta a forzante armonica
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La Fast Fourier Transform (FFT)
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Integrali di Duhamel
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Isolamento delle fondazioni
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Sismografo
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Sistemi a piu'gradi di liberta' lineari (MDOF) Equazioni del moto
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Modelli shear-type
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Strutture reticolari
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Strutture intelaiate piane
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Grigliati
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Sistemi non lineari
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Oscillatore elasto-plastico
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Sistemi shear-type nonlineari
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Solutori
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Algoritmi di integrazione numerica
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Algoritmi di estrazione autovalori-autovettori
Modulo B. Elementi di meccanica computazionale
(F.Auricchio)
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Richiami sul metodo agli spostamenti per travi piane
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Elementi finiti trave all’Eulero-Bernoulli partendo dall’equazione differenziale della linea elastica
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Elementi finiti trave Timoshenko (deformabile a taglio) partendo dall’energia potenziale totale. Problematiche di “locking” e possibili tecniche di soluzione: interpolazione “linked”, sotto-integrazione, approccio misto alla Hellinger-Reissner
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Problemi bidimensionali. Sviluppo di elementi finiti triangolari e quadrangolari isoparametrici. Integrazione numerica. Problematiche di “locking” e possibili tecniche di soluzione: sotto-integrazione, metodi “enhanced”, approcci misti.
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Strutture a telaio con elasticità concentrata. Problematiche di instabilità dell’equilibrio e relativa non-linearità. Tecniche di risoluzione dei problemi non-lineari, in particolare nel caso di risposte non-monotone: metodo “arc-length”.
Prerequisiti
Modulo A. Dinamica delle strutture
(A.Gobetti)
Conoscenze di Meccanica razionale e Scienza delle Costruzioni
Modulo B. Elementi di meccanica computazionale
(F.Auricchio)
Conoscenze di base di algebra, di meccanica dei solidi (concetti introduttivi di deformazione e tensione), di calcolo numerico.
Tipologia delle attività formative
Lezioni (ore/anno in aula): 45
Esercitazioni (ore/anno in aula): 0
Attività pratiche (ore/anno in aula): 0
Materiale didattico consigliato
Modulo A. Dinamica delle strutture
(A.Gobetti)
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Dispense a cura del docente
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Programmi di calcolo relativi ai vari punti del corso scritti in Fortran,C,XWindows
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Introduzione al Sistema Operativo Linux (Ubuntu-10.4)
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LIBRI CONSIGLIATI
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Castiglioni-Dinamica delle Strutture
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Clough-Penzien Dynamics of Structures
Modulo B. Elementi di meccanica computazionale
(F.Auricchio)
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Diapositive del corso a cura del docente
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Programmi in matlab forniti dal docente
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Zienkiewicz, O. and R. Taylor (1991). The finite element method (fourth ed.), Volume I. New York: McGraw Hill.
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Taylor, R. (2000). A finite-element analysis program. Technical report, University of California at Berkeley. http://www.ce.berkeley.edu/rlt.
Modalità di verifica dell'apprendimento
Modulo A Dinamica delle Costruzioni
(A.Gobetti)
La prova comprende una parte teorica con esercizio da svolgere a mano ed una pratica su computer.
Modulo B. Elementi di meccanica computazionale
(F.Auricchio)
E’ prevista di norma una prova scritta svolta in laboratorio (con uso del computer) ed una prova orale.
La prova scritta si svolgerà nella data e nell'aula indicata dalla Presidenza e si richiede allo studente la registrazione on-line a tale seduta d'esame. Nel caso di numero di studenti superiore alla capienza del laboratorio, la seduta sarà organizzata su più turni.
La prova orale si svolgerà in data successiva alla prova scritta su data indicata dal docente. La pubblicazione dei risultati delle prove avverrà nella data dell'orale e per la seduta d'esame relativa alla prova scritta.
Le modalità possono variare in base al numero degli studenti interessati.
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Insegnamenti 13-14 Sede di Pavia
