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Obiettivi e contenuti del corso
L’insegnamento intende impartire, anche alla luce dei concetti di meccanica strutturale acquisiti nei corsi precedenti, le nozioni di base sulle tecnologie ed i materiali adottati nelle costruzioni aerospaziali. Tali nozioni saranno funzionali all’inserimento nel mondo del lavoro per gli allievi che intendono conseguire la laurea triennale, mentre saranno propedeutiche per gli allievi aeronautici strutturisti e spaziali che proseguiranno verso la laurea specialistica. A questo fine vengono trattate le principali caratteristiche delle famiglie di materiali di interesse aerospaziale, con speciale riguardo ai metalli, ai polimeri ed ai compositi, nonché delle relative tecnologie per la produzione di pezzi staccati e alle tecniche per la loro giunzione.
Obiettivo formativo principale
Apprendimento delle caratteristiche, delle prestazioni e delle applicazioni dei principali materiali di impiego aerospaziale, coordinato con l’apprendimento delle principali tecnologie di produzione, assemblaggio, controllo, manutenzione e riparazione impiegate nell’industria aerospaziale.
Obiettivi formativi metodologici
Acquisizione di un approccio multidisciplinare, sviluppando la capacità di correlare morfologia, condizioni operative e funzionalità dei principali componenti strutturali, impiantistici e propulsivi di un veicolo aerospaziale con i materiali di cui sono costituiti e con le tecnologie con cui sono realizzati. Ciò da realizzarsi mediante stretta integrazione con i contenuti delle discipline “a monte” di tipo strutturale, impiantistico e motoristico.
Obiettivi formativi secondari
- Acquisizione della capacità di affrontare problemi “a soluzione non precostituita”, che richiedano capacità di “recuperare” ed integrare nozioni pregresse, nonché di estrapolarle.
- Acquisizione di capacità di comunicazione scritta (acquisizione della terminologia relativa ai materiali aerospaziali - preparazione di un elaborato finale scritto).
- Acquisizione di capacità di comunicazione orale (acquisizione della terminologia, esame orale).
- Miglioramento della capacità di lavoro di gruppo (mediante esercitazioni progettuali di gruppo).
Descrizione degli argomenti trattati
Modulo 1: Strutture e tecnologie aerospaziali Storia ed evoluzione dei materiali e delle tecnologie aerospaziali. Introduzione alle strutture aeronautiche. Elementi costruttivi delle strutture aeronautiche, loro ruolo, morfologie, materiali e modalità realizzative. Parametri di scelta ed indici di merito. Organizzazione degli assemblaggi.
Modulo 2: Materiali metallici Struttura e caratteristiche dei materiali policristallini: legami, cristalli, grani, dislocazioni, incrudimento, diagrammi di fase. Proprietà meccaniche dei materiali policristallini e loro misura: elasticità , tenacità, plasticità. Classificazioni, trattamenti termici, caratteristiche generali, esempi di utilizzo nelle strutture. Leghe di alluminio. Leghe ferro-carbonio. Leghe di titanio. Leghe di magnesio.
Modulo 3: Tecnologie dei materiali metallici Tecnologie di produzione dei pezzi staccati e tecniche di giunzione. Tecnologie di colata. Tecnologie di deformazione plastica a caldo. Tecnologie di deformazione plastica a freddo. Tecnologie di lavorazione per asportazione di materiale. Tecniche di giunzione continua dei materiali metallici: saldatura e brasatura. Tecniche di giunzione discontinua smontabile e non smontabile dei componenti in materiale metallico.
Modulo 4: Materiali polimerici e compositi Struttura e caratteristiche dei materiali polimerici iperelastici. Struttura e caratteristiche dei materiali polimerici viscoelastici. Struttura e caratteristiche dei materiali elastofragili ortotropi. PMC termoindurenti: tipologie dei rinforzi, matrici, semilavorati e pre-impregnati. Proprietà meccaniche dei materiali compositi, ortotropia, comportamento elastofragile, micro meccanica, modalità di rottura.
Modulo 5: Tecnologie dei polimeri e dei materiali compositi. Tecnologie di produzione di polimeri e compositi. Tecnologie di produzione dei pezzi staccati e tecniche di giunzione. Tecnologie di formatura in pressa, in forno ed in autoclave con sacco da vuoto. Tecnologie di pultrusione e roll wrapping. Tecnologie di avvolgimento, tape placement e braiding. Tecniche di giunzione continua dei materiali compositi: incollaggio e sigillatura. Tecniche di giunzione discontinua e di insertatura dei componenti in composito e dei sandwich.
Organizzazione del corso e modalità di verifica
Modalità didattiche:
Il corso sarà costituito da:
- lezioni ex-cathedra;
- esercitazioni numeriche in aula informatizzata;
- esercitazioni sperimentali in laboratorio tecnologico;
esercitazioni/seminari tenute da esperti di chiara fama provenienti dal mondo dell’industria
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