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INIZIO_TESTO_DA_INDICIZZARE

PROGRAMMA DI RICERCA 2004

italiano - english
Unità di Ricerca
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
  • PHYSICS
    • MEASURING (counting G06M); TESTING
      • MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE (sensing pressure changes for compensating measurements of other variables or compensating readings of instruments for variations in pressure G01D or other relevant subclasses for the variable measured; weighing G01G; converting a pattern of forces into electrical signals G06K11/00)
      • MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR (means structurally associated with lightning or other over-voltage discharging apparatus for recording the operation thereof G01R; displaying information in general G09F; recording in a way which requires playback through a transducer G11B) [C0411]
      • WEIGHING (sorting by weighing B07C5/16)
Classificazione geografica
Bibliografia
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Parole Chiave
MICROSTRUTTURA; MOLTEPLICITÀ DI SCALA; PROVE SPERIMENTALI; MODELLI NUMERICI; MEMS; MEMORIA DI FORMA; NON LOCALITA'

Problemi e modelli microstrutturali: applicazioni in ingegneria strutturale e civile

Università degli Studi di Pavia
Abstract
Il comportamento dei materiali tradizionali ed innovativi dipende in larga misura dalla sottostante microstruttura. Solo attraverso una comprensione dettagliata del comportamento microstrutturale è possibile prevedere i meccanismi di collasso di materiali tradizionali e fare passi in avanti per quanto riguarda la progettazione di materiali innovativi. Inoltre l'utilizzo concreto di dispositivi alla nano e microscala quali i NEMS e MEMS (Nano e Micro Sistemi Elettro-Meccanici) richiede certamente ricerche a livello microstrutturale.
In particolare, il miglioramento del comportamento limite del materiale rispetto a frattura e fatica può essere raggiunto più agevolmente a partire da un controllo completo della microstruttura e da una piena comprensione dell'influenza del comportamento micro-strutturale sulla risposta a scala maggiore.
Obiettivo principale della ricerca che si propone è lo sviluppo di strumenti analitici e sperimentali capaci di incrementare il grado di comprensione del comportamento microstrutturale e le sue conseguenze sul comportamento a larga scala (approccio multiscala). Ciò vuole essere conseguito mediante lo sviluppo di ricerche di base in tema di comportamento nano e micro-meccanico dei materiali, formulando al contempo modelli appropriati e approcci risolutivi numerici, nonchè procedure di validazione sperimentale mediante estese campagne di laboratorio. I risultati di questa ricerca contribuiranno a colmare il divario esistente tra >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Carlo CINQUINI Università degli Studi di PAVIA
Obiettivo del Programma di Ricerca
In ogni applicazione ingegneristica la piena comprensione del comportamento dei solidi soggetti a diverse condizioni ambientali e di carico è di fondamentale importanza per il raggiungimento di corrette procedure di progetto. Il bisogno di una conoscenza chiara e completa del comportamento del materiale sta diventando sempre più stringente a causa del tentativo di utilizzare materiali avanzati di nuova concezione, progettati a partire dalla nano o micro scala.
Un altro aspetto che orienta la ricerca verso una più profonda comprensione del comportamento del materiale è il tentativo di modellare con completezza i meccanismi di danno e collasso fino alla rottura finale in presenza di condizioni di carico estreme.
Modelli e teorie tradizionali quali l'elasticità, la plasticità e la meccanica della frattura lineare e non lineare ed anche la classica teoria del continuo deformabile sono allo stato attuale sottoposti a critiche, revisioni e miglioramenti per consentire la descrizione di fenomeni quali l'accoppiamento elettro-meccanico nei materiali piezo-elettrici o quello termo-meccanico proprio dei materiali a memoria di forma (SMA) e il comportamento del materiale a livello di nano e/o micro-struttura.
Denominatore comune della più parte delle ricerche in corso in questo ambito è il tentativo di cogliere appieno il comportamento della microstruttura sottostante, il che può essere importante o semplicemente perchè la struttura o il dispositivo da analizzare >>>

Risultati parziali attesi
Questa fase preliminare è fondamentale in quanto ci si aspetta di tradurre i principali temi di ricerca del programma globale in programmi a tutti gli effetti operativi per le varie unità che dovranno coordinarsi in maniera sinergica. Sarà anche perseguita una definizione precisa dello stato dell'arte in tema di teoria, analisi numerica e sperimentazione di modelli fondati su microstrutture materiali.Cassino: SVILUPPO DI PROCEDURE NONLINEARI PER COMPOSITI SMA
Si prevede di estendere la soluzione dell'inclusione di Eshelby, sviluppando in particolare tecniche di omogeneizzazione per la distribuzione diluita e "self-consistent". Una procedura numerica sarà proposta per l'integrazione delle equazioni evolutive non lineari che governano il comportamento dei costituenti del CSMA. Interazioni con Genova, Milano, Modena-Reggio Emilia.

Ferrara: REALIZZAZIONE DI UN MICRODISPOSITIVO E SVILUPPO DI MODELLI.
Verranno realizzate piastre sottili (spessori dell'ordine di micrometri) in silicio cristallino con ricoprimento in nitruro di silicio (coating). Sono previste varie configurazioni del ricoprimento che potrà essere sia uniforme sul substrato, sia disposto lungo strisce periodiche. L'analisi verterà sulla derivazione rigorosa di un modello di continuo multistrato costituito da una membrana di materiale elastico lineare con stress residuo (il ricoprimento in Nitruro di Silicio) incollata ad un substrato bulk di Silicio anche esso modellato come materiale >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
La modellazione di materiali e strutture a livello microstrutturale rappresenta uno strumento imprescindibile per la corretta comprensione di diversi fenomeni fisici che stanno alla base di parecchie applicazioni innovative di interesse ingegneristico. Il punto è rappresentato dal semplice fatto che idealizzazioni fenomenologiche basate sul classico continuo alla Cauchy mancano di ingredienti essenziali che sono invece necessari per cogliere gli aspetti fisici che regolano fenomeni in apparenza diversi quali quelli legati ai materiali a memoria di forma (SMA) (e a delicate questioni connesse quale il comportamento in regime di frattura e a fatica), compositi non convenzionali generati dalla ripetizione periodica di miscrocelle ottimali, contatto superficiale tra solidi deformabili a varia scala, ad esempio la crosta terrestre caratterizzata da innumerevoli fratture e da faglie a larga scala (1E6 m) o i meccanismi di trasferimento dei carichi all'interno dei Micro Sistemi Elettro-Meccanici (MEMS), materiali cellulari quali il legno il cui comportamento macro-meccanico è fortemente influenzato dalla particolare microstruttura. Il comune denominatore che unifica questi aspetti è la necessità di fornire una descrizione a livello microstrutturale al fine di coglierne le caratteristiche fondamentali. Inoltre, pressochè tutti questi problemi presentano una molteplicità di scala che richiede la messa a punto di nuove tecniche numeriche e sperimentali per la piena comprensione del >>>