LINEA 1: ANALISI SPERIMENTALE DELLE SOLLECITAZIONI SU MATERIALI E COMPONENTI A DIFFERENTI SCALE (NANO-MICRO-MACRO)
Sviluppo di nuovi metodi di analisi sperimentale delle sollecitazioni su componenti e materiali utilizzati in applicazioni industriali per monitorarne in tempo reale e a differenti scale (i.e. dal nano al macro) il comportamento meccanico mettendolo in relazione con l’affidabilità dei componenti analizzati.
Obiettivi: (i) Metodi on-site per l’analisi in tempo reale delle sollecitazioni agenti su componenti large-scale in regime statico e dinamico; (ii) Studio di sistemi caratterizzati da un elevato grado di eterogeneità e anisotropia; (iii) Studio degli effetti della difettosità interna sul comportamento meccanico di componenti e materiali di uso ingegneristico; (iv) Studio dell'affidabilità di componenti/sistemi elettronici, sistemi MEMS e NEMS.
TITOLO LINEA 2: GREEN DESIGN E DESIGN FOR SAFETY PER IL TRASPORTO AERONAUTICO, FERROVIARIO, NAVALE E AUTOMOBILISTICO CON TECNICHE DI
Studio delle prestazioni meccaniche di nuovi materiali, attraverso procedure sperimentali progettate ad hoc (per materiali innovativi spesso non esistono standard ufficiali di riferimento) e procedure ibride numerico-sperimentali, al fine di massimizzare il rapporto resistenza/peso (green design) e al fine di garantire elevati standard di sicurezza (design for safety). Obiettiv: (i) Caratterizzazione meccanica di nuovi materiali: compositi, sinterizzati, foam, leghe leggere a base di alluminio, leghe leggere a base di titanio. (ii) Misura delle tensioni residue che si generano durante il manufacturing (p.es. salatura). (iii) Caratterizzazione meccanica di nuovi materiali a caldo e a freddo (in particolare per i materiali da utilizzare in ambito navale e aeronautico, al fine di simulare le diverse condizioni di lavoro); (iv)Modellazione del comportamento meccanico di materiali e componenti mediante codici agli elementi finiti, implementando nei modelli informazioni rilevate sperimentalmente.
LINEA 3: SVILUPPO DI TECNICHE NUMERICO-SPERIMENTALI PER APPLICAZIONI NEL CAMPO DELLA BIOMECCANICA, DELLE LIFE SCIENCES E DELLE NANOTECNOLOGIE.
Sviluppo tecniche numeriche e metodologie sperimentali per applicazioni avanzate nel campo della biomeccanica, delle life sciences e delle nanotecnologie (p.e. biomeccanica cellulare, rigenerazione tissutale, studio della fertilità, misure in campo nanometrico a sub-nanometrico). Obiettivi (i) Misura e modellazione della risposta meccanica di cellule. Per tale scopo si utilizzeranno microscopia a forza atomica (AFM), modelli visco-elastici non lineari, metodi di ottimizzazione non lineare gradient-based o meta-euristici. (ii) Monitoring e modellazione dei processi di rigenerazione tissutale. A tal fine si utilizzeranno tecniche di microscopia e modelli meccano-biologici. (iii) Studio della fertilità ed eventuale miglioramento delle tecniche di fecondazione artificiale. Per tale scopo verranno condotte misure AFM e saranno modellati i fenomeni di interazione meccanica tra spermatozoi e ovociti. (iv) Misure di spostamenti e tensioni e rilievo di forme in campo nanometrico e sub-nanometrico. Per tale scopo saranno messi a punto set up ottici basati sull'uso di illuminazione non convenzionale.
LINEA 4: SVILUPPO E IMPLEMENTAZIONE DI TECNICHE OTTICHE E METODI DI INDAGINE NON INVASIVA PER LO STUDIO MULTISCALA E MULTIDISCIPLINARE DI STRUTTURE AEROSPAZIALI.
Sviluppo e potenziamento delle tecniche ottiche avanzate (nel campo del visibile e dell'infrarosso) e dei metodi di indagine non invasiva che sfruttano la riflessione, rifrazione e la diffrazione di altri tipi di radiazione elettromagnetica (p.e. raggi X, fasci di elettroni, fasci di neutroni). Vengono sviluppate nuove metodologie di indagine e setup sperimentali per migliorare la precisione e l’affidabilità dei risultati in rilevanti applicazioni ingegneristiche con particolare enfasi sui problemi multidisciplinari e multi-scala in campo aereospaziale. Obiettivi e principali goal attesiLa linea di ricerca ha due obiettivi principali: 1) Utilizzazione di tecniche ottiche avanzate di analisi e rilevazione di tensioni e deformazioni. In particolare, l'uso di tecniche di ispezione/analisi assai affidabili e precise é determinante in applicazioni critiche e di grande interesse come quelle aerospaziali. 2) Implementazione ottimizzata delle tecniche ottiche che non richiedono alcun contatto con la struttura analizzata per massimizzare il campo di applicabilità e la precisione di tali tecniche.