Principi DI Strutture Aerospaziali

Descrizione

Indice degli argomenti

1. Le strutture e i carichi

• Elementi strutturali principali e secondari
• Elementi strutturali in un aereo
• Scelta del materiale e delle tecniche costruttive
• Giunzioni e vincoli
• Strutture sandwich

2. Forze di volume e forze superficiali

• Corpi in equilibrio e caratterizzazione del sistema di forze interne

3. Tensore delle tensioni

• Equazioni indefinite dell’equilibrio
• Simmetria del tensore degli sforzi
• Equazioni di Cauchy ed equazioni ai limiti

4. Direzioni principali di tensione

• Equazione secolare
• Tensioni massime e minime
• Altre proprietà dell’equazione secolare

5. Tipologie di stato tensionale

• Stato tensionale piano
• Stato tensionale monoassiale

6. Cambiamento di sistema di riferimento

• Cerchi di Mohr
• Utilizzo del cerchio di Mohr

7. Condizioni di congruenza interna ed esterna

8. Analisi della deformazione Deformabilità e funzioni di spostamento

9. Significato fisico degli elementi del tensore di deformazione

10. Metodi e strumenti per il calcolo delle deformazioni: gli estensimetri

• Utilizzo di più di un estensimetro

11. Direzioni principali di deformazione

• Significato fisico dell’invariante 𝐷1: il coefficiente di dilatazione cubica
• Stato di deformazione piano
• Equazioni di congruenza interna

12. Rapporto tra stato tensionale e di deformazione: proprietà dei materiali

• Classificazione delle leghe di alluminio
• Determinazione delle proprietà delle leghe

13. Diagramma tensione-deformazione

• Invertibilità dell’operazione di carico
• Ciclo di isteresi
• Fattori di carico e margini di sicurezza

14. Relazioni analitiche tra tensioni e deformazioni

• Relazioni dirette e inverse di Navier
• Scrittura completa delle equazioni di Navier
• Equazioni di Navier per uno stato tensionale piano

15. Problema dell’equilibrio elastico

• Unicità della soluzione: il teorema di Kirchhoff
• Risoluzione del problema all’equilibrio: metodo degli spostamenti
• Risoluzione del problema all’equilibrio: metodo delle forze

16. Problema dell’equilibrio elastico: casi semplificati

• Stato di tensione monoassiale
• Stato di deformazione monoassiale

17. Descrizione energetica

• Teorema di Clapeyron
• Criterio di Hencky-von Mises
• Casi semplificati
• Margine di sicurezza

18. Teorema dei lavori virtuali

• Affidabilità dei metodi numerici

19. Le travi: teoria del De Saint-Venant

• Equazioni indefinite di equilibrio applicate alla teoria del De Saint-Venant
• Equazioni ai limiti applicate alla teoria del De Saint-Venant
• Le relazioni tensioni-deformazioni applicate alla teoria del De Saint-Venant
• Criterio di Hencky-von Mises applicato alla trave

20. Caratteristiche della sollecitazione esterna sulle basi

21. Caratteristiche della sollecitazione interna sulla generica sezione

• Convenzione sulle caratteristiche della sollecitazione interna
• Esplicitazione delle caratteristiche della sollecitazione interna
• Le caratteristiche della sollecitazione interna e le tensioni
• Conseguenze pratiche del postulato del De Saint-Venant
• Riepilogo da fisica matematica: momenti e assi principali d’inerzia

22. Sforzo normale centrato

• Stato tensionale
• Stato di deformazione

23. Flessione retta intorno a 𝑧

• Stato tensionale
• Stato di deformazione
• Linea elastica
• Definizione di piano neutro, piano di sollecitazione e piano di flessione

24. Flessione retta intorno a 𝑦

• Stato tensionale
• Stato di deformazione

25. Flessione deviata

• Formula monomia

26. Flessione composta (sforzo normale eccentrico)

• Formula monomia
• Compressione

27. Torsione uniforme

• Caratteristiche della sollecitazione
• Costante di torsione 𝐽𝑇
• Determinazione della funzione di warping
• Sezione circolare e corona circolare
• Sezione ellittica

28. Analogia della membrana

• Sezioni monoconnesse di spessore sottile

29. Analogia idrodinamica

30. Teoria di Bredt per le sezioni biconnesse

• Prima formula di Bredt
• Seconda formula di Bredt
• Sezioni pluriconnesse di spessore sottile
• Riduzione del numero di incognite per il problema delle sezioni pluriconnesse
• Esempio di dominio pluriconnesso: il cassone alare
• Sezioni di spessore sottile con zone aperte e zone chiuse
• Iperstaticità interne di un tronco pluriconnesso

31. Cedimenti e distorsioni

• Variazione termica a farfalla
• Effetti di cedimenti e distorsioni sulle strutture
• Reazioni, sollecitazioni e deformazioni sulle travi

32. Taglio

• Teoria approssimata del taglio puro
• Componente di tensione 𝜏𝑥𝑝: la formula di Jourawski
• Componente di tensione 𝜏𝑥𝑟
• Sezione rettangolare
• Sezione circolare
• Sezioni aperte di spessore sottile
• Determinazione dei flussi di taglio: esempio qualitativo
• Determinazione dei flussi di taglio: esempio quantitativo
• Determinazione del centro di taglio
• Sezioni pluriconnesse
• Deformazione da taglio puro

33. Teoremi sul lavoro di deformazione

• Applicazione del teorema di Clapeyron
• Teorema di Betti
• Teorema di Castigliano
• Teorema di Menabrea

Indice – Esercizi

E1. I vincoli

E2. Equazioni di equilibrio

E3. Labilità e iperstaticità

E4. Centri assoluti e relativi

• Esercizio 1-4 – reazioni esterne

E5. Vettore equivalente a una distribuzione generica di carico

• Esercizio 5-9 – reazioni esterne

E6. Principio dei lavori virtuali (PLV)

• Esercizio 10-13 – reazioni con PLV

E7. Convenzione sulle caratteristiche della sollecitazione interna

• Esercizio 14-18 – diagrammi delle sollecitazioni
• Esercizio 19 – momento flettente su sezione ad 𝐿 (principe di Condé)
• Esercizio 20-26 – diagrammi delle sollecitazioni
• Esercizio 27 – momento torcente su sezione pluriconnessa
• Esercizio 28-31 – linea elastica

E8. Metodo delle integrazioni applicato a travi con discontinuità

• Esercizio 32-33 – linea elastica con discontinuità

E9. Schemi notevoli isostatici

E10. Equazioni di congruenza per la risoluzione di schemi iperstatici

• Esercizio 34-35 – schema iperstatico con relazioni di congruenza
• Esercizio 36-37 – verifica di sezione sottoposta a taglio (Diapason)
• Esercizio 38 – centro di taglio su sezione a 𝐶
• Esercizio 39-43 – Struttura iperstatica
• Esercizio 44 – Struttura iperstatica con diagramma del momento e deformata

E11. Teorema dei lavori virtuali

E12. Formulazione del lavoro virtuale interno nel caso di travi

• Esercizio 45-52 – spostamento/rotazione con TLV
• Esercizio 53-57 – struttura iperstatica con TLV
• Esercizio 58 – struttura iperstatica con Castigliano
• Esercizio 59 – struttura iperstatica con Castigliano/Menabrea
• Esercizio 60 – struttura iperstatica con Menabrea
• Esercizio 61 – verifica di sezione pluriconnessa sottoposta a taglio
• Esercizio 62 – verifica di sezione sottoposta a sforzo normale eccentrico