Obiettivi Formativi

Il Corso si propone di: - presentare le principali conoscenze relativamente alla costruzione della nave ed alla manovrabilità e tenuta a mare della nave. Particolare attenzione è dedicata, durante il corso, alle problematiche strutturali della nave per fornire allo studente le competenze di base per la progettazione di strutture navali e dell’impianto di governo; - applicare le conoscenze impartite durante il corso di studi relativamente alla costruzione della nave ed alla manovrabilità e tenuta a mare della nave con particolare attenzione alle connesse prove di laboratorio; - stimolare l’autonomia di giudizio per effettuare scelte corrette nella progettazione navale; - fornire la capacità di comunicare gli esiti del proprio lavoro in forma sintetica ed esaustiva con linguaggio tecnico appropriato, attraverso la stesura e la discussione di un elaborato personale e/o di gruppo riguardante un argomento del corso; - fornire capacità di apprendimento necessarie per intraprendere studi successivi con un alto grado di autonomia.

Metodi didattici

Il corso, al fine di raggiungere gli obiettivi formativi previsti, si svolge prevalentemente attraverso lezioni frontali. Sono inoltre previste esercitazioni in aula ed in laboratorio, esercitazioni guidate svolte dagli studenti, con lo scopo di stimolare l’approccio ai problemi con autonomia e senso critico. Tutte le attività sono svolte con supporto di slide delle lezioni.

Prerequisiti

Conoscenze di base della teoria della nave.

Verifiche dell'apprendimento

Durante lo svolgimento del corso saranno effettuate lezioni partecipate per verificare l'apprendimento in itinere degli argomenti trattati. Al termine del modulo A, è svolta una prova in itinere che consiste nella discussione di un elaborato personale o di gruppo su un argomento del corso, seguita da domande riguardanti gli altri argomenti trattati. Lo studente che supera la prova in itinere sarà dispensato dal sostenere il programma del modulo A all’esame finale. La verifica in itinere ha un peso pari al 50% sulla valutazione finale. Per gli studenti che non abbiano sostenuto o superato la prova in itinere, l’esame orale finale verterà anche sugli argomenti del modulo A. L’esame orale finale verterà sugli argomenti del programma con discussione di un esercizio svolto durante il modulo B. L’esame è finalizzato ad accertare le conoscenze acquisite e le capacità di applicarle in maniera critica utilizzando linguaggi tecnici appropriati e corretti approcci metodologici.

Programma del Corso

------------------------------------------------------------ Modulo: 7893/1 - MANOVRABILITA' E TENUTA DELLA NAVE AL MARE ------------------------------------------------------------ -MANOVRABILITÀ DELLA NAVE: Le caratteristiche di manovrabilità della nave, La stabilità del moto della nave, Le prove di manovrabilità (Le prove di stabilità dinamica, La manovra di evoluzione, La manovra di zig-zag). Manovrabilità di una imbarcazione a motore. Esercitazioni guidate svolte dagli studenti -IMPIANTO GOVERNO: Geometria del timone, Forze agenti sul timone, Dimensionamento dell’asta del timone, Configurazioni di timoni (sospesi, su pinna, su corno, su calcagnolo), Profili NACA, I coefficienti idrodinamici, I timoni attivi Esercitazioni in aula: Dimensionamento a flesso-torsione dell’asta del timone. Esercitazioni guidate svolte dagli studenti -TENUTA DELLA NAVE AL MARE: Frequenza eccitatrice delle onde. Stato del mare. Risposta della nave alle onde sotto forma di moti rigidi. Risposta della nave alle onde sotto forma di carichi strutturali (Springing). Risposta dinamica non oscillatoria della nave alle onde (Slamming). Esercitazioni guidate svolte dagli studenti -SISTEMI DI STABILIZZAZIONE DELLE NAVI: esigenze di stabilizzazione. Analisi dei moti di oscillazione. Sistemi Passivi di controllo del rollio: alette antirollio, masse oscillanti, casse antirollio, smorzatori a corpi solidi, Sistemi Attivi di controllo del rollio: casse attive, giroscopi, pinne di stabilizzazione. Sistemi di controllo del beccheggio. Esercitazioni guidate svolte dagli studenti ------------------------------------------------------------ Modulo: 7893/2 - COSTRUZIONI NAVALI ------------------------------------------------------------ -TEORIA DELLA TRAVE ELASTICA: Teoria della trave elastica. Sollecitazione di: trazione e compressione, flessione, torsione, taglio. Proprietà meccaniche dei materiali. Curve sforzo-deformazione reali ed ingegneristiche dei materiali. Esercitazioni in aula: Dimensionamento e verifiche di sezioni soggette a flesso-torsione, flessione, torsione e taglio. Esercitazioni in laboratorio: Prove di laboratorio per caratterizzazione meccanica di materiali. -ANALISI STATICA DELLA TRAVE-NAVE: Trave nave. Carichi in acqua tranquilla. Determinazione dei diagrammi dei pesi e delle spinte. Determinazione dei diagrammi del taglio e del momento flettente. Pressione idrostatica ed idrodinamica sulla nave. Carichi in presenza di onda. Formule parametriche dei carichi. Sollecitazioni di flessione agenti sulla trave nave. Robustezza longitudinale. Momento flettente d’onda orizzontale. Sforzi normali indotti dai momenti flettenti e torcenti. Shear lag. Tensioni di taglio agenti sulla trave nave. Tensioni di taglio agenti sulla trave nave in sezioni a più maglie. Sezioni con differenti materiali soggette a flessione ed a taglio. Struttura della nave longitudinale, trasversale e mista. Esercitazioni in aula: Andamento del diagramma dei pesi e delle sollecitazioni sulla trave nave. Andamento del diagramma dei pesi e delle sollecitazioni sulla trave nave scarica, carica ed in presenza di onda congelata mediante l’ausilio di codici di calcolo numerici. Determinazione della robustezza longitudinale di una sezione maestra. Andamento delle tensioni di flessione e taglio in una sezione maestra realizzata con diversi materiali. Calcolo delle tensioni di taglio su sezione con maglia chiusa. Progettazione del cockpit di una imbarcazione a motore. -ROBUSTEZZA TRASVERSALE E TORSIONALE: Tensioni primarie, secondarie e terziarie. Teoria della piastra a flessione. Robustezza trasversale. Tensioni nel fasciame. Robustezza torsionale -DIMENSIONAMENTO DI STRUTTURE NAVALI: Rappresentazione grafica delle strutture navali. Dimensionamento di strutture navali mediante calcolo diretto. Esercitazioni in aula: Dimensionamento delle strutture navali di un ponte. -VIBRAZIONI NELLE STRUTTURE NAVALI: Sorgenti di vibrazioni nelle strutture navali. Vibrazioni trasmesse al corpo umano. Vibrazioni torsionali della linea d’assi. -ANALISI DEGLI STATI LIMITE: Stati limite. Frattura fragile. Plasticità. Resistenza ultima della trave nave. Buckling. Fatica nelle strutture navali. Esercitazioni in laboratorio: Prove di laboratorio statiche e dinamiche.