Ginevra Salerno
I materiali strutturali avanzati nel progetto di architettura
2013/2013 - Durata: 1 anni

Descrizione della ricerca

Per “materiali strutturali avanzati” a livello internazionale si intendono sia materiali di nuova concezione caratterizzati da elevate prestazioni meccaniche derivanti da inedite conformazioni chimico-fisiche (ad esempio, malte arricchite con nanotubi di carbonio) sia materiali tradizionali utilizzati in contesti e configurazioni del tutto innovative (ad esempio, l’uso del vetro come materiale strutturale). L’uso di tali materiali in ambito edilizio conduce di frequente alla progettazione di tipologie strutturali snelle, nel cui comportamento si sperimenta l’innesco di fenomeni di meccanica non lineare, in particolare la possibilità di assumere diverse configurazioni di equilibrio per valori simili dei carichi agenti; la medesima complessità fenomenica si riscontra di frequente nel comportamento del materiale a livello microscopico ed ha notevole influenza sulle prestazioni macroscopiche del materiale.
Gli obiettivi della ricerca proposta si incentrano sullo studio dei fenomeni qui brevemente descritti, mediante lo sviluppo di metodi e strumenti non standard, sia dal punto di vista modellistico (modellazione multiscala, continui con microstruttura), sia dal punto di vista delle strategie numeriche e dei software di calcolo (formulazioni miste, multi-grid, metodi di continuazione). Accanto a tali obiettivi è presente infine uno studio riguardante gli approcci di convalida per confronto con dati sperimentali e di letteratura di modelli e strategie, quali quelli qui menzionati; in particolare, si focalizza l’attenzione su tecniche inverse e di ottimizzazione (aggiornamento parametrico, analisi con incertezze).
2) collocazione nel contesto scientifico nazionale ed internazionale;
I temi evidenziati rappresentano l’oggetto di lavoro di due gruppi nazionali dell’Associazione Italiana di Meccanica Teorica ed Applicata (AIMETA), in particolare dei gruppi “Meccanica dei Materiali” e “Dinamica e Stabilità”. A sua volta, l’AIMETA fa parte dell’International Union of Theoretical and Applied Mechanics (IUTAM), che ha in programma nei prossimi due anni una serie di simposi internazionali dedicati ai temi suddetti (meccanica non lineare, modellazione multiscala, etc., vedi: http://iutam.org/?page_id=1345).
Inoltre, da alcuni decenni assistiamo ad una crescita esponenziale di congressi e riviste internazionali dedicati al tema dei nuovi materiali. Per avere un’idea della mole di informazioni tecniche relative ai nuovi materiali in commercio, basti pensare che Material ConneXion, il più grande centro al mondo di documentazione e ricerca sui materiali innovativi, ha raccolto dal 1997 oltre 3.000 materiali e processi produttivi innovativi e si arricchisce ogni mese di 30-45 nuovi materiali, selezionati da una giuria internazionale e interdisciplinare tra quelli inviati direttamente da aziende e ricercatori.


Altri partecipanti alla ricerca: Fabio Brancaleoni, Giovanni Formica, Nicola Luigi Rizzi, Stefano Gabriele, Costanza Ronchetti, Hossein Amin Pour, Fabiana Riparbelli