Obiettivi Formativi

Il Corso si propone di: -presentare le principali conoscenze relativamente a materiali e tecniche di giunzioni utilizzati nell e strutture offshore; - fornire le competenze di base per la progettazione di strutture offshore; - fornite le competenze per interpretare correttamente ed in modo critico i risultati ottenuti dalle prove di laboratorio e dalle simulazioni numeriche con utilizzo di tecniche sperimentali e codici di calcolo agli elementi finiti; - stimolare l’autonomia di giudizio e le capacità critiche attraverso la stesura e la discussione di un elaborato di gruppo su un argomento del corso; - fornire e stimolare l’uso di un linguaggio tecnico appropriato, con l’uso di termini anche in lingua inglese, per comunicare con esperti del settore; - fornire capacità di apprendimento necessarie per intraprendere studi successivi con un alto grado di autonomia o per accedere alle opportunità occupazionali nell’ambito delle professioni dell’offshore.

Learning Goals

The learning goals of the course are: - provide the skills about materials and joining techniques used for offshore structures; - make the students familiar with the basic knowledge of the design of offshore structures; - provide the skills to correctly and critically interpret the results obtained from laboratory tests and numerical simulations with the use of experimental techniques and finite element calculation codes; - stimulate autonomy of judgment and critical skills through the discussion of a group activity on a course topic; - provide the ability to communicate the results of their work with appropriate technical language, using also English technical terms; - provide the learning skills necessary to undertake subsequent studies with a high degree of autonomy and to access to the employment opportunities in the fields of offshore and yacthing professions.

Metodi didattici

Il corso, al fine di raggiungere gli obiettivi formativi previsti, si svolge prevalentemente attraverso lezioni frontali. Sono inoltre previste Esercitazioni 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.

Teaching Methods

The course, in order to achieve the expected objectives, mainly takes place through lectures. There are also practical based lessons in the laboratory and guided exercises with teacher support, with the aim of stimulating the approach to problem solving with autonomy and a critical thinking. All activities are carried out with the support of lecture slides.

Prerequisiti

Conoscenze di base della teoria della nave.

Prerequisites

Basic knowledge of the ship theory.

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.

Assessment

During the course, participated lessons will be carried out to verify the ongoing learning of the topics; At the end of module A, a test in progress (ongoing test) t will be carried out, which consists in the discussion of a personal or group project work on the topics of the course, followed by theoretical questions regarding the topics covered. Only the student who passes the ongoing test will be exempted from taking the program of module A during the final exam; the others have to take the oral exam concerning the program of both modules; The test in progress has a weight of 50% in the overall evaluation; The final oral exam will deal with the course topics and the discussion of an exercise attended during module B. The oral exam has the double purpose of verifying the level of knowledge of the course contents and the ability to apply them in a critical manner using appropriate technical language and correct methodological approaches.

Programma del Corso

------------------------------------------------------------ Modulo: A000698 - IMBARCAZIONI DA DIPORTO ------------------------------------------------------------ -MATERIALI COMPOSITI: Materiali compositi nelle costruzioni navali. Resine. Rinforzi. Materiali per l’anima dei pannelli sandwich. Strutture sandwich metalliche e polimeriche. Teoria della trave elastica. Sollecitazioni di carico assiale, flessione, torsione e taglio. Comportamento a flessione di strutture sandwich. Comportamento a taglio di strutture sandwich. Mat, stuoie e tessuti. Adesivi. Designazione dei laminati. Tabella di laminazione. Proprietà meccaniche dei compositi. Meccanismi di frattura nei compositi. Fatica nei compositi. Normativa RINA sui materiali compositi. Teoria classica della laminazione. Esercitazioni in aula: Applicazioni della teoria della trave elastica. Esercitazioni su strutture sandwich. Esercitazioni in laboratorio: Prove di laboratorio per caratterizzazione meccanica di materiali compositi. -PROGETTAZIONE E COSTRUZIONE DI IMBARCAZIONI DA DIPORTO: Unità da diporto. Imbarcazioni in vetroresina. Imbarcazioni a vela. Progettazione di strutture navali con materiali compositi. Progettazione di imbarcazioni sportive. Robustezza torsionale. Torsione su una imbarcazione a vela. Realizzazione di uno scafo in composito. Tecnologie di laminazione. Additive manufacturing. Robotica marina e Robotic Additive Manufacturing (RAM). Smaltimento delle imbarcazioni in composito. Esercitazioni in aula: Dimensionamento di uno yacht in composito. Esercitazioni in aula: Modellazione ed analisi agli elementi finiti di una struttura navale in composito. Esercitazioni in aula: Modellazione ed analisi agli elementi finiti di una imbarcazione sportiva in composito. Esercitazioni guidate svolte dagli studenti sulla progettazione di una imbarcazione sportiva in composito e del cockpit. Esercitazioni in aula: Tecnologie di realizzazione di imbarcazioni in composito mediante tecnologie tradizionali e di additive manufacturing. Seminari: Il diporto e le professioni del diporto. Visite guidate presso Cantieri Navali. - IMBARCAZIONI DA DIPORTO IN LEGNO: Legno nelle costruzioni navali. Adesivi e adesivi green per legno. Imbarcazioni da diporto in legno. Tecnologia dello strip planking. Esercitazioni in aula: Calcolo della robustezza torsionale di una imbarcazione a vela. Esercitazioni in aula: Dimensionamento di una imbarcazione a vela in legno. ------------------------------------------------------------ Modulo: A000699 - STRUTTURE OFFSHORE ------------------------------------------------------------ -IMBARCAZIONI OFFSHORE: Imbarcazioni offshore. Progettazione di imbarcazioni offshore. Sistemi di propulsione per imbarcazioni offshore. Realizzazione di imbarcazioni offshore. Esercitazioni guidate svolte dagli studenti -SVILUPPO DI STRUTTURE OFFSHORE IN FONDALI POCO PROFONDI: Piattaforme fisse. Impianti di produzione in superficie (topside). Strutture di sostegno. Piattaforme di perforazione autosollevanti (jack-up). Esercitazioni guidate svolte dagli studenti -PROGETTAZIONE E COSTRUZIONE DELLE STRUTTURE OFFSHORE: Progettazione di massima e di dettaglio. Costruzione del topside. Costruzione della struttura di supporto: jacket. Trasporto e installazione delle strutture. Le professioni dell'offshore. Seminari: Offshore e le professioni dell'offshore. Esercitazioni guidate svolte dagli studenti -IMPIANTI DI PERFORAZIONE GALLEGGIANTI: Tipologie. Impianti di perforazione semisommergibili. Navi di perforazione. Sistema di ancoraggio. Esercitazioni guidate svolte dagli studenti -SVILUPPO DI STRUTTURE OFFSHORE IN FONDALI DI ELEVATE PROFONDITÀ: Compliant tower. Piattaforma TLP (Tension Leg Platform, TLP). Piattaforma Spar. Esercitazioni guidate svolte dagli studenti -IMPIANTI DI PERFORAZIONE APPOGGIATI SUI FONDALI: Pontoni di perforazione sommergibili. Unità di produzione galleggianti abbinate a sistemi di produzione sottomarini Riser. Le navi di perforazione. Esercitazioni guidate svolte dagli studenti -TURBINE EOLICHE OFFSHORE: differenza tra turbine onshore e offshore. Dimensioni e ingombri principali. Tipologia strutturale ed elementi principali. Processo di produzione utilizzato. Tipi di fondazione. Metodi di trasporto e installazione utilizzati. Esercitazioni guidate svolte dagli studenti -MATERIALI E COLLEGAMENTI NELLE STRUTTURE OFFSHORE: Materiali tradizionali utilizzati nelle strutture offshore. Materiali innovativi utilizzati nelle strutture offshore. Tecniche di saldatura. Saldature in ambito offshore. Esercitazioni guidate svolte dagli studenti -PROGETTAZIONE E VERIFICA DELLE SALDATURE: Carichi agenti sulle saldature. Fatica delle saldature. Dimensionamento delle saldatura. Metodi per la previsione della vita a fatica delle saldature. Prove full scale. Esercitazioni in aula: Modellazione ed analisi agli elementi finiti di giunti saldati. Esercitazioni in laboratorio: Prove di laboratorio per caratterizzazione meccanica di giunti saldati. Esercitazioni in laboratorio: Prove full scale. Esercitazioni guidate svolte dagli studenti

Course Syllabus

------------------------------------------------------------ Modulo: A000698 - IMBARCAZIONI DA DIPORTO ------------------------------------------------------------ -COMPOSITE MATERIALS: Composite materials in shipbuilding. Resins. Reinforcements. Core materials for sandwich panels. Metal and polymer sandwich structures. Beam theory. Stresses of axial, bending, torsion and shear loadings. Bending behavior of sandwich structures. Shear behavior of sandwich structures. Mat, cloths and woven rovings. Adhesives. Laminate designation. Lamination table. Mechanical properties of composites. Failure mechanisms in composites. Fatigue in composite materials. RINA regulations on composite materials. Classical lamination theory. Classroom exercises: Applications of the elastic beam theory. Exercises on sandwich structures. Laboratory exercises: Laboratory tests for mechanical characterization of composite materials. -YACHT DESIGN AND CONSTRUCTION: Yachting. Fiberglass boats. Sailing boats. Design of boat structures with composite materials. Design of powerboats. Torsional strength. Twisting on a sailing boat. Realization of a composite boat. Laminating technologies. Additive manufacturing. Marine Robotics and Robotic Additive Manufacturing (RAM). Disposal of composite boats. Classroom exercises: Design of a composite yacht. Classroom exercises: Finite element modelling and analysis of ship composite structures. Classroom exercises: Finite element modelling and analysis of a composite powerboat. Guided exercises carried out by students on the design of a composite powerboat and cockpit. Classroom exercises: Technologies for the construction of composite boats using traditional and additive manufacturing technologies. Seminars: Yachting and yacht jobs. Educational visits at Shipyards. - WOODEN YACHT: Wood in boatbuilding. Adhesives and green adhesives for wood. Sailing boat. Strip planking technology. Classroom exercises: Evaluation of the torsional strength of a sailing boat. Classroom exercises: Design of a wooden sailing boat. ------------------------------------------------------------ Modulo: A000699 - STRUTTURE OFFSHORE ------------------------------------------------------------ -OFFSHORE BOATS: Offshore boats. Design of offshore boats. Propulsion systems for offshore boats. Construction of offshore boats. Guided exercises with teacher support. - DEVELOPMENT OF OFFSHORE STRUCTURES IN LOW SHALLOW SEA: Fixed platforms. Surface production plants (topside). Support structures. Self-lifting drilling platforms (jack-up). Guided exercises with teacher support. DESIGN AND CONSTRUCTION OF OFFSHORE STRUCTURES: Preliminary and detailed design. topside construction. Support Structure Construction: Jacket. Transportation and installation of structures. Offshore jobs. Seminars: Offshore and offshore jobs. Guided exercises with teacher support. -FLOATING DRILLING PLANTS: Different types. Semi-submersible drilling rigs. Drilling ships. Anchoring system. Guided exercises with teacher support. -DEVELOPMENT OF OFFSHORE STRUCTURES IN HIGH SHALLOW SEA: Compliant tower. Tension Leg Platform (TLP). Spar platform. Guided exercises with teacher support. -BOTTOM SUPPORTED DRILLING PLANTS: Submerged drilling pontoons. Floating production units combined with riser submarine production systems. Drilling ships. Guided exercises with teacher support. OFFSHORE WIND TURBINES: difference between onshore and offshore turbines. Main dimensions and overall dimensions. Structural typology and main elements. Production processes. Types of foundations. Methods of transportation and installation. Guided exercises with teacher support. -MATERIALS AND CONNECTIONS IN OFFSHORE STRUCTURES: Traditional materials used in offshore structures. Innovative materials used in offshore structures. Welding techniques. Welding in offshore structures. Guided exercises with teacher support. -DESIGN AND VERIFICATION OF WELDS: Loads acting on weldments. Fatigue of welds. Design of welded joints. Approaches for the fatigue life prediction of the welded joints. Full scale tests. Exercises in the classroom: Modeling and finite element analyses of welded joints. Practical based lessons in laboratory: Mechanical testing of welded joints. Practical based lessons in laboratory: Full scale tests. Guided exercises with teacher support.