Scienza delle costruzioni

Storia

Il gruppo UNIVPM (gia’ Universita’ di Ancona) di Scienza delle Costruzioni vede eccellenze costruire una visione scientifica basata su pensiero critico e di analisi. Il Prof. Paolo Podio Guidugli (già a Roma Tor Vergata ed Accademico dei Lincei), in servizio come Prof. Ord. presso le università di Ancona dal 1975 al 1977, ha contribuito con i suoi interessi di ricerca nella meccanica dei continui, con enfasi sulla meccanica dei materiali e delle strutture in elasticità lineare e non lineare.

Nel ’77 con l’arrivo del Prof. Giovanni Menditto, nasce l’Istituto di Scienza e Tecnica delle Costruzioni. Il suo fu un ruolo chiave per la progettazione e realizzazione del Lab. di Prove Materiali e Strutture del DICEA, oggi intitolato al suo nome.

Nel triennio ‘95-’98, Angelo Marcello Tarantino (attuale Ordinario all’UniMORE) presta servizio nell’Istituto di Scienza e Tecnica delle Costruzioni in qualità di Ricercatore, lavorando su temi di viscoelasticità, propagazione dinamica delle fessure, teoria della biforcazione, dinamica non lineare e caos, piezoelasticità e magnetoelasticità.

Recenti contributi al gruppo di ricerca sono stati forniti dall’Ing. Lando Mentrasti (su travi a forte curvatura, dinamica strutturale, caratterizzazione di Bamboo italiano), e dal prof. Giammichele Cocchi (su fenomeni reologici nelle strutture in c.a., instabilità flessotorsionale, fenomeni non lineari e fessurativi) entrambi in quiescenza.

Missione

Il gruppo di ricerca sviluppa e diffonde conoscenze, strumenti e tecniche innovative per la comprensione e la risoluzione di problemi nel campo della scienza applicata e dell’ingegneria.

Studia il comportamento statico e dinamico delle strutture. Mira a progettare edifici e parti meccaniche e qualsiasi altro componente a beneficio dell’ingegneria meccanica e della progettazione architettonica. Il gruppo affronta anche questioni di bio e nano ingegneria, prestando attenzione ai materiali avanzati.

Laboratorio

Laboratorio Ufficiale Prove Materiali e Strutture – LPMS
Centro di Taratura LAT N° 160

Attività di ricerca

Il gruppo abbraccia temi classici e innovativi della meccanica teorica ed applicata dei solidi, dei materiali e delle strutture. L’attività scientifica ha per oggetto:

Meccanica dei materiali (classici ed innovativi)
  • Teorie multicampo per il comportamento meccanico dei materiali.
  • Meccanica della frattura e del danno.
  • Materiali compositi e loro applicazioni nell’ingegneria meccanica, civile ed edile
  • Modelli per i materiali a memoria di forma.
  • Comportamento meccanico e studio dei difetti nei cristalli.
  • Caratterizzazione di materiali 1D e 2D (graphene, CNT)
  • Propagazione d’onda in metamateriali meccanici
Modelli strutturali
  • Meccanica lineare e non lineare di strutture monodimensionali e bidimensionali in materiali elastici anisotropi ed in materiali elettroelastici
  • Modelli per lo studio dell’accoppiamento flesso-torsionale di travi curve
  • Sviluppo di modelli predittivi per oleodotti
  • Investigazione dell’interazione tra aspetti formali e aspetti strutturali delle costruzioni
  • Ottimizzazione strutturale
  • Continui con struttura per l’analisi di materiali complessi.
Dinamica e stabilità delle strutture
  • Dinamica non lineare delle strutture
  • Dinamica di sensori ed attuatori alla micro e nano scala (MEMS–NEMS)
  • Integrità e robustezza dinamica
  • Stabilità delle strutture
  • Risposta dinamica di strutture con accoppiamento termo-meccanico
Meccanica computazionale
  • Sviluppo di modelli numerici per la meccanica del danno, della frattura e per la plasticità
  • Sviluppo di algoritmi e relativi codici di calcolo per la modellazione di condizioni di non riflessività in strutture di dimensioni infinite
  • Sviluppo di algoritmi e relativi codici di calcolo per la determinazione dell’integrità dinamica.
  • Implementazione di tecniche di machine learning e data driven per l’identificazione statica e dinamica
Ingegneria dei sistemi per l’estrazione dell’energia (energy harvesting)
  • Produzione di energia dal moto ondoso e dalle vibrazioni
  • Prototipi elementari e sperimentazione
  • Ottimizzazione delle prestazioni e della quantità di energia prodotta, mediante l’uso di dispositivi di controllo passivo e attivo
Vulnerabilità sismica
  • Sviluppo di tecniche per la valutazione della vulnerabilita’ sismica degli edifici di particolare interesse funzionale (capannoni industriali, ecc.), strategico (scuole, caserme, ecc.) e storico (palazzi, chiese. ecc.).
  • Analisi dei meccanismi di collasso globali, che coinvolgono l’intera struttura, e locali, che coinvolgono solo parti limitate della struttura
  • Vulnerabilita’ sismica dei sistemi complessi (centri storici, gli ambiti provinciali, ecc.)
  • Mappe di isovulnerabilità, fondamentali per la programmazione delle operazioni di evacuazione post-sisma e per la pianificazione degli interventi di supporto per il risanamento strutturale del costruito
Monitoraggio degli edifici esistenti
  • Tecniche di monitoraggio strutturale, dotando gli edifici di appositi sensori capaci di rilevare lo stato di salute della struttura a breve e lungo termine
  • Diagnosi oggettiva dello stato di danneggiamento subito dalla struttura
Dinamica degli edifici
  • Modellazione e analisi dinamica degli edifici
  • Modellazione dei fenomeni di danneggiamento
  • Soluzioni ai problemi di recupero e/o miglioramento e/o restauro delle prestazioni strutturali degli edifici (anche di pregio)
  • Dispositivi antisismici
Cristalli per la Fisica delle Alte Energie (“Crystal Clear Collaboration”(CCC- Cern R&D Experiment 18))
  • Modellazione e controllo di qualità di cristalli per l’ottimizzazione di processo.
  • Caratterizzazione strutturale, analisi superficiale, misure di tensione residua in policristalli.
  • Modelli teorici per la valutazione delle proprietà elasto-ottiche.
  • Problemi di evoluzione di particelle cariche in solidi cristallini.

Personale

Prof. Fabrizio Davì

Prof. Stefano Lenci

Prof. Giovanni Lancioni

Prof. Michele Serpilli

Prof. Francesco Clementi

Dott. Pierpaolo Belardinelli

Dott.ssa. Valeria Settimi