"Extended integrated force method (IFME)" per l’analisi di sistemi strutturali “prestress-stable”

Lo scorso 25-26 giugno 2020 si è tenuto il primo workoshop italiano dedicato ai Gusci e alle Strutture Spaziali, IWSS2020. Per conoscere più nel dettaglio alcuni degli argomenti trattati INGENIO in collaborazione con la Società Italiana di Scienza delle Costruzioni sta pubblicando alcuni abstract con la relativa presentazione VIDEO della memoria.

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Nuovo metodo (IFME) per l’analisi di sistemi strutturali “prestress-stable” staticamente e cinematicamente indeterminati

Questo articolo presenta un nuovo metodo alle forze per prevedere la risposta strutturale di sistemi staticamente e cinematicamente indeterminati che possono essere stabilizzati attraverso pretensione, denominati “strutture prestress-stable”.

Questo nuovo metodo delle forze, qui chiamato Extended Integrated Force Method (IFME), estende il preesistente Integrated Force Method (IFM), applicabile solo all'analisi di sistemi cinematicamente determinati.

Il concetto di “product force” viene incorporato nell’ IFME per modellare l'effetto di meccanismi infinitesimali. Ciò rende l'IFME in grado di affrontare i casi in cui i carichi esterni contengono componenti che non possono essere presi dal sistema nella configurazione iniziale perché le equazioni di equilibrio e di congruenza non tengono conto dell’effetto di meccanismi infinitesimali. Come il metodo IFM, l’IFME sorpassa il noto concetto di forze ridondanti del metodo delle forze standard (SFM) perché le forze interne sono trattate come variabili indipendenti.

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Viene fornita una prova per dimostrare che, quando il “product force” non è incluso nella formulazione, l'IFME si riduce all'IFM per sistemi cinematicamente determinati e si riduce anche ad un altro metodo delle forze basato sulla decomposizione ai singoli valori (SVD) della matrice di equilibrio che qui è chiamato SVD-FM. Rispetto al più noto metodo degli spostamenti (DM), l'IFME è un'alternativa valida ed offre una visione più approfondita nella risposta della struttura che è disaccoppiata in una parte dovuta alle deformazioni ed una parte causata dall’effetto di meccanismi infinitesimali. Esempi numerici vengono presentati per valutare l’accuratezza e l’efficacia dell'IFME per strutture cinematicamente indeterminate con multipli stati di self-stress e modi di meccanismi infinitesimali. In aggiunta, l’applicazione dell'IFME al controllo attivo di sistemi strutturali cinematicamente indeterminati è discussa attraverso un esempio numerico.

GUARDA IL VIDEO DELLA PRESENTAZIONE 

Per approfondimenti

Y. Wang, G. Senatore, Extended integrated force method for the analysis of prestress-stable statically and kinematically indeterminate structures, International Journal of Solids and Structures, in stampa.