Scienza delle Costruzioni

Lo studio del comportamento meccanico delle interfacce tra diversi materiali presenta numerosi campi di applicazione, dalla modellazione del contatto e del danneggiamento nei materiali compositi al design di materiali con caratteristiche innovative. In quest'ambito sono state proposte delle leggi di contatto lineari e non lineari che simulano il comportamento di interfacce sottili elastiche, anche in presenza di anisotropia, tensioni residue e danneggiamento.

Le attività di questa ricerca sono in collaborazione con:

• Prof. F. Lebon (Aix-Marseille Université e Equipe Matériaux et Structures, Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique, CNR, Marsiglia, Francia)
• Prof. S. Dumont (Laboratoire de Modélisation Pluridisciplinaire et Simulations, Université de Perpignan, Francia)
• Prof.ssa Raffa (EquipeTribologie et Matériaux, Laboratoire QUARTZ, Supméca, Parigi, Francia)
• Prof. M. Serpilli (Gruppo di Scienza delle Costruzioni, Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile e Architettura, Università Politecnica delle Marche)
• Prof. R. Rodriguez-Ramos (Facultad de Matemática y Computación, Università dell'Avana, Cuba)
• Prof.ssa A. Aprile del Dipartimento di Ingegneria, nell'ambito della meccanica delle murature fibrorinforzate.

Le leghe a memoria di forma sono materiali intelligenti per applicazioni ingegneristiche avanzate in ambito meccanico, civile, aerospaziale e biomedicale. Le possibilità progettuali e innovative di queste leghe sono notevolissime. Per questi materiali è stata sviluppata la modellazione di strutture sottili (fili e film) in collaborazione con il prof. R. James (Department of Aerospace Engineering and Mechanics, University of Minnesota, USA) e di compositi funzionali risultanti dall'integrazione di strisce di lega a memoria di forma in una matrice polimerica in collaborazione con il Gruppo di Metallurgia del Dipartimento di Ingegneria.

Con il Gruppo di Costruzione di Macchine del Dipartimento di Ingegneria è attiva una collaborazione sui difetti nella ghisa sferoidale, in particolare sulla correlazione microstruttura dei difetti – resistenza a fatica. L’attività di ricerca ha finora previsto una prima fase teorica di modellazione e ha portato allo sviluppo di un modello multiscala per la descrizione del comportamento meccanico della ghisa grigia in presenza di grafite degenerata. Quest’ultima viene descritta come una distribuzione di cluster di difetti ellissoidali a orientazione casuale all’interno di una matrice elastica.

Con la Struttura Complessa di Malattie dell’Apparato Respiratorio dell’Azienda Ospedaliero – Universitaria di Modena è in corso un’attività di ricerca che verte sulla modellazione a livello alveolare del danno polmonare indotto dalla polmonite interstiziale. Quest'ultimo è caratterizzato da un coinvolgimento polmonare disomogeneo con aree parenchimali risparmiate circondate da alterazioni fibrotiche, dovute a un'eccessiva deposizione di matrice extracellulare. Precedenti osservazioni fisiologiche hanno paragonato il comportamento del polmone fibrotico a quello mostrato nelle palline antistress dette “squishy ball”, suggerendo il ruolo chiave della tensione statica nel generare le lesioni polmonari indotte dalla ventilazione meccanica. Lo scopo della ricerca è quello di modellare a livello alveolare il comportamento meccanico del polmone fibrotico.

Sono disponibili argomenti su tesi di laurea triennale e magistrale in ciascuna di queste aree di ricerca.

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