Procedure multiscala per l'analisi di strutturale: aspetti teorici, meccanici e numerici.

Progetto: Research project

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Nell'ingegneria strutturale l'innovazione tecnologica permette soluzioni progettuali fino a poco tempo fa inimmaginabili, richiedendo perciò la messa a punto di avanzate metodologie teoriche e numeriche indispensabili alla piena comprensione del complesso comportamento meccanico. In questo quadro, il principale obiettivo di questo progetto di ricerca è lo sviluppo di avanzate metodologie che permettano una profonda analisi del comportamento microstruttuarale del materiale valutandone nello stesso tempo la sua influenza sulla risposta strutturale. In particolare, si concentrerà l'attenzione sui materiali eterogenei dotati di microstruttura con risposta meccanica caratterizzata da un comportamento coesivo ed attritivo. La ricerca sarà rivolta allo sviluppo di procedure multiscala e trova profonda giustificazione nelle osservazioni seguenti: ° Presenza di differenti scale in una grande varietà di problemi strutturali. ° Presenza di fenomeni di danno, decoesione, attrito che influenzano la risposta strutturale di materiali eterogenei coesivi. ° Fondamentale influenza della microstruttura del materiale sulla risposta meccanica strutturale. ° Presenza di elevati gradienti di tensione e deformazione nella microstruttura del materiale che influenza la risposta strutturale. ° Necessità di sviluppare accurati e robusti codici numerici agli elementi finiti per l'analisi strutturale multiscala. ° Necessità di colmare il divario tra ricerca scientifica e pratica corrente nel campo dell'ingegneria strutturale. Partendo da queste considerazioni e data l'esperienza dei ricercatori coinvolti nel progetto in relazione allo sviluppo di procedure e tecniche numeriche avanzate, l'obiettivo è di concentrare la ricerca sul tema delle strategie multiscala, sviluppando studi fondamentali nel campo della micromeccanica dei materiali con microstruttura e proponendo allo stesso tempo modelli strutturali ed efficienti algoritmi. In particolare, si vogliono conseguire obiettivi sia a livello micromeccanico che macromeccanico, o strutturale, e pertanto, di seguito si riportano gli argomenti principali che si tratteranno ai due livelli. 1. Livello Micromeccanico: - Analisi micromeccanica di materiali eterogenei con microstruttura tenendo in conto semplici meccanismi deformativi, diffusi o localizzati, così come il danno, la decoesione, l'attrito, la dilatanza, la plasticità, etc. - Studio micromeccanico della transizione e/o della compresenza di danno diffuso e di fratture localizzate. - Procedure numeriche per valutare il comportamento costitutivo globale del materiale eterogeneo tenendo in conto la microstruttura periodica o random e i processi non lineari diffusi come il danneggiamento, la dilatanza, l'attrito, la plasticità, etc.. - Tecniche numeriche per derivare le proprietà effettive del materiale con microstruttura basate su approcci non locali. 2. Livello Strutturale: - Sviluppo di tecniche di passaggio di scale (bridging scale) per trasferire informazioni meccaniche fra scale differenti. - Studio degli aspetti teorici del problema multiscala: aspetti energetici, variazionali e termodinamici. - Sviluppo di tecniche multiscala tenendo in conto l'approccio micromeccanico locale e non locale per derivare il comportamento costitutivo del materiale. - Analisi della risposta meccanica di elementi strutturali tenendo in conto la propagazione delle macrofratture e la transizione e/o compresenza di danno diffuso e microfessure. Il gruppo di ricerca non coincide con quello che originariamente ha aderito al progetto FIRB2008. A supporto della presente ricerca si inserisce la collaborazione del Prof. Guido Borino per la sua grande esperienza nel settore della meccanica computazionale e nello studio del danno, delle interfacce e dell'analisi multiscala, come testimoniato dalle sue numerose pubblicazioni.
StatoAttivo
Data di inizio/fine effettiva1/1/12 → …

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