I migliori libri di meccanica computazionale

In questo articolo scopriremo quali sono i migliori libri di meccanica computazionale, la disciplina che utilizza metodi computazionali per lo studio dei fenomeni governati dai principi della meccanica.
Le tecniche computazionali hanno pervaso moltissimi settori delle scienze applicate, poiché permettono di risolvere con i computer problemi complessi raramente risolubili per via analitica.

Analizzare e risolvere problemi complessi che non possono essere affrontati in modo analitico è quindi il fine della meccanica computazionale che, abbracciando principi della meccanica, della matematica e dell’informatica, serve a risolvere problemi di ingegneria e scienze fisiche utilizzando metodi computazionali, creando ed ottimizzando cioè algoritmi numerici per simulare e analizzare il comportamento dei sistemi fisici presi in esame.

I modelli matematici impiegati per mimare il comportamento dei sistemi fisici sono discretizzati e permettono di rappresentare, semplificandolo, il sistema continuo mediante un numero finito di equazioni algebriche. La meccanica computazionale trova largo impiego per studiare, ad esempio, il comportamento strutturale dei materiali, progettare edifici e infrastrutture, simulare il flusso di fluidi  in ingegneria civile, aerospaziale, biomeccanica.

In questa nostra selezione dei migliori libri di meccanica computazionale abbiamo inserito i testi di più recente pubblicazione sull’argomento e alcuni interessanti manuali di approfondimento.

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Meccanica computazionale. Soluzione del problema elastico lineare

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Il volume si propone di fornire una panoramica delle principali tecniche di soluzione del problema elastico lineare, sia analitiche che numeriche, con particolare riguardo al metodo degli Elementi Finiti. La prima parte è dedicata alla formulazione del problema per solidi bidimensionali ed assialsimmetrici, con la risoluzione di alcuni casi notevoli, e alle teorie strutturali per sistemi di travi e piastre. La seconda parte introduce il metodo degli Elementi Finiti partendo da una generale formulazione per continui deformabili. Nella trattazione si forniscono tutte le nozioni necessarie alla piena comprensione del metodo ed alla sua applicazione all’analisi di problemi di meccanica dei solidi e delle strutture in campo lineare.

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Meccanica Computazionale

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Con lo sviluppo delle tecnologie elettroniche e la produzione di computers via via più potenti e capaci, il calcolo strutturale ha subito negli ultimi tre decenni una vistosa metamorfosi. Le procedure di calcolo, eseguite manualmente dai singoli ingegneri, con l’ausilio tuttalpiù dei tradizionali metodi grafici, sono state progressivamente sostituite e ormai soppiantate dalle procedure di calcolo automatico eseguite dai moderni calcolatori. Sino ad alcuni anni or sono il calcolo delle deformazioni e delle sollecitazioni interne di strutture a geometria complessa, non potendosi affrontare in forma chiusa, veniva eseguito con approssimazioni, a volte grossolane e in certicasi scarsamente realistiche. Oggigiorno i modelli numerici consentono invece di considerare anche un numeroelevato di punti, i cosiddetti nodi, con i relativi spostamenti e le relative deformazioni e sollecitazioni interne. Il metodo degli elementi finitiè al tempo stesso un metododi discretizzazione, poiché considera un numero finito sebbene grande di nodi strutturali, e un. metodo di interpolazione, poiché consente di stimarele grandezze statiche e cinematiche anche al di fuori dei nodi. L’enorme mole di informazioni da gestire viene organizzata ed ordinata in forma matriciale dal calcolatore. In questo modo il linguaggio stesso dell’analisi strutturale ha assuntoun aspetto diverso,sicuramente più sinteticoe omogeneo. Ciò significa che, per ogni tipo di elemento strutturale, è possibile scrivere equazioni statiche, cinematiche e costitutive aventi la medesimaforma, le quali, una volta discretizzate, forniscono una matrice di rigidezzaglobale, che presentauna dimensione pari al numero dei gradi di libertà considerati. Tale matrice, moltiplicata per il vettoredegli spostamenti nodali, che rappresenta l’incognita primariadel problema, fornisceil vettore delle forze esterne applicate ai nodi, che a sua volta rappresenta il termine noto del problema. Risolta questa equazione matriciale, e tenendo conto delle eventuali condizioni al contorno, è possibile infine risalire alle deformazioni ed alle sollecitazioni interne nodali.

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Appunti di progettazione meccanica assistita

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Descrivere i metodi numerici di calcolo strutturale Conoscere gli strumenti computazionali in commercio Valutarne vantaggi e svantaggi rispetto ai metodi classici Guidarne la scelta per l’inserimento in azienda