Academic literature on the topic 'Affidabilità strutturale'

Negli ultimi anni vengono studiate le fibre naturali di origine vegetale come lino, juta, canapa, basalto oltre a quelle derivate dal bambù o dall'ananas, per le loro molteplici proprietà. Tra i principali vantaggi che hanno, ricordiamo: la grande disponibilità in natura; sono rinnovabili, hanno una bassa densità e un costo contenuto, nonché proprietà meccaniche che li rendono interessanti per la realizzazione di materiali compositi fibrorinforzati. Sono utilizzati da tempo in vari settori dell'ingegneria: dall'automotive e aerospaziale all'ingegneria civile per la realizzazione di pannelli, pareti ecc. Attualmente l'attenzione è stata focalizzata sulla possibilità di utilizzarli come materiali di rinforzo su strutture in muratura. Il continuo e crescente interesse per la conservazione dei beni storici richiede sistemi di rinforzo di facile utilizzo e affidabili con relative metodologie di calcolo che permettano di valutare la capacità delle strutture murarie esistenti e rinforzate. Tuttavia, i modelli analitici applicabili alle strutture in muratura armata non sono stati sviluppati allo stesso livello di quelli per altri materiali da costruzione moderni. In particolare, esiste un divario tra i risultati sperimentali di elementi murari armati con sistemi innovativi ei risultati ottenuti da modelli analitici. Tutto ciò ha ostacolato un'analisi completa dell'approccio sperimentale che può fornire un prezioso contributo a metodi di progettazione eccessivamente conservativi per soluzioni di rinforzo innovative. Nel presente lavoro, al fine di validarne l'efficacia vengono mostrati i risultati di un'ampia campagna sperimentale per la caratterizzazione meccanica di compositi con fibre naturali e la loro applicazione ad elementi strutturali in muratura, in diverse condizioni di carico applicato e geometrie murarie. Parole chiave: Fibre naturali – Compositi – FRCM - Massoneria

Nello studio della patologia non tumorale del rachide la Risonanza Magnetica svolge un ruolo fondamentale non solo nel rilievo diagnostico ma anche nel seguire la sequenza dei normali processi d'invecchiamento della colonna vertebrale. Nelle malformazioni la R.M. restituirà la visione unitaria di sistema multicompartimentale alle strutture ossee e nervose, svincolandolo da uno studio singolo di struttura con successivo meccanismo di integrazione artificiale. Nei traumi permetterà il rilievo non solo della patologia in atto, ma anche di una ipotesi in prospettiva delle chances di recupero. Nelle malattie flogistiche e infiammatorie la R.M. permetterà uno studio accurato dell'estensione del processo e della progressione con coinvolgimento delle strutture vicine. Nei processi degenerativi infine la R.M. permetterà di ipotizzare il limite tra i normali processi di invecchiamento e la patologia e seguirà le situazioni potenzialmente patogene nel loro aggravamento nella loro fase di suscettibilità chirurgica. Per tutti questi obiettivi l'utilizzo di impianti affidabili, di studio dei tempi di rilassamento dei tessuti in prospettiva di opportune sequenze di impulsi, di applicazioni di tecniche di fast scanning, importanti non solo per il risparmio di tempo ma anche per la capacità diagnostica tutta in costruzione, sono e saranno campi di ricerca. Inoltre l'introduzione dei mezzi di contrasto paramagnetici in RM ha ulteriormente amplificato la sfida nelle ricerche.

- Nel capitolo vengono descritte le caratteristiche generali degli strumenti di misura utilizzati in riabilitazione con particolare riferimento a finalitŕ d'uso, livelli di misura e proprietŕ psicometriche. In base all'area esplorata le scale di misura sono suddivisibili e raggruppabili in misure di funzione e struttura, di attivitŕ e di partecipazione secondo i criteri indicati nella "Classificazione Internazionale del Funzionamento della Salute e della Disabilitŕ" (ICF, 2001).Parole chiave: strumenti valutativi, indice, affidabilitŕ, validitŕ

Il metodo Management Standards, dell'ente inglese HSE, e tra quelli utilizzabili per l'attivita di gestione dei rischi psicosociali, prevista dal D.Lgs. 81/08. Esso si fonda su due aspetti: la definizione di Standard per i fattori psicosociali; il questionario Indicator Tool (IT), che valuta la prestazione di un'organizzazione rispetto agli standard di riferimento. L'obiettivo di questo studio e di presentare brevemente il metodo e proporre una prima versione italiana dell'IT, valutandone le caratteristiche psicometriche e la struttura fattoriale. Il questionario a 35 item e stato somministrato a 1298 lavoratori di 45 aziende. I risultati avvalorano la struttura fattoriale della versione inglese e mostrano buoni indici di affidabilita delle scale, anche se si evidenziano alcuni punti di criticita, che vengono discussi.

Il problema della struttura latente dei costrutti è centrale in psicologia clinica e in psichiatria. Spesso queste discipline si avvalgono di etichette diagnostiche create arbitrariamente, le quali vengono considerate a priori come indicative di reali differenze qualitative tra i soggetti. Il DSM-IV-TR rappresenta un esempio di questa tendenza. Tuttavia la struttura latente di un costrutto dovrebbe essere esaminata empiricamente, tramite strumenti statistici che siano in grado di valutare se un campione di soggetti, esaminati in base a un determinato costrutto, mostra differenze quantitative (continue) oppure qualitative (categoriali) tra i soggetti. Nel primo caso il campione avrà un'unica classe latente dimensionale; nel secondo avrà almeno due classi latenti, una definita taxonica, l'altra complemento. Una delle metodologie più affidabili per testare la struttura latente è il metodo tassometrico, il quale comprende una serie di tecniche che si basano sull'analisi della relazione tra gli indicatori di un costrutto, esaminandone il comportamento matematico. L'ispezione delle curve generate dalle tecniche tassometriche permette di trarre conclusioni circa la struttura latente, che può essere categoriale oppure dimensionale. Il metodo tassometrico ha ricevuto diverse validazioni ed è stato ampiamente utilizzato negli ultimi anni, proponendosi come una metodologia potente e affidabile nello studio della struttura latente.

L'articolo presenta le prime evidenze sull'adattamento e la validazione italiana dello Student Measure of Culturally Responsive Teaching volto a misurare le percezioni delle studentesse e degli studenti universitari sulle pratiche didattiche attente alla dimensione culturale in aula. Tale strumento è stato somministrato ad un campione di 336 studentesse e studenti iscritti all'Università di Siena. I dati raccolti hanno permesso di condurre l'analisi fattoriale esplorativa dello strumento, confermando la struttura trifattoriale. La consistenza interna dello Student Measure of Culturally Responsive Teaching e dei fattori emergenti è stata misurata attraverso l'alpha di Cronbach i cui risultati suggeriscono che la versione italiana di tale strumento presenta una buona consistenza interna ed un buon livello di affidabilità anche rispetto alle sue componenti.

Nella prima infanzia, gli individui sviluppano stili di attaccamento che possono essere di tipo sicuro versus insicuro, a seconda delle reazioni della figura primaria alle loro richieste di protezione e sicurezza. Il particolare stile di attaccamento sviluppato nella prima infanzia influenza il modello operativo interno, nelle relazioni intime adulte, guidando percezioni, attribuzioni e stile comunicativo tra partner. L'Attachment Style Questionnaire (ASQ, Feeney, Noller e Hanrahan, 1994) si presenta come un ottimo strumento per la misurazione degli stili di attaccamento in etŕ adulta: e di facile somministrazione e scoring, costa poco, ha ragionevoli proprietŕ psicometriche e validitŕ di criterio. Lo scopo del presente studio e di contribuire alla validazione dell'ASQ nel contesto italiano: 402 studenti universitari hanno partecipato allo studio. I coefficienti di affidabilitŕ variano da .64 a .71, presentando quindi moderati ma soddisfacenti livelli di affidabilitŕ. La validitŕ di criterio, esaminata tramite correlazioni sia tra le sottoscale dell'ASQ, sia tra queste e le descrizioni proposte da Hazan e Shaver (1987), confermano una buona corrispondenza tra lo strumento ed i profili. La struttura fattoriale e stata indagata attraverso analisi fattoriale confermativa che ha mostrato l'adeguatezza del modello a tre fattori: sicuro, evitante, ansioso. I risultati replicano quelli ottenuti da Feeney e colleghi anche nel contesto italiano. L'ASQ si pone dunque come un ottimo strumento auto-somministrabile per la misurazione delle differenze individuali negli stili di attaccamento anche in etŕ adulta. Nella discussione sono affrontate alcune questioni metodologiche legate alla misura dell'attaccamento in etŕ adulta.

La diagnosi di natura delle malformazioni vascolari influisce sulla scelta del trattamento, sia esso chirurgico, intervenzionale o conservativo. Nel caso di MAV lo studio angiografico è necessario e sufficiente, tuttavia le informazioni che la RM è in grado di fornire sulle strutture anatomiche coinvolte dalla lesione sono così importanti da giustificare un esame con RM anche ‘a posteriori», quando l'angiografia è stata eseguita in una procedura d'urgenza. La RM, in quanto esame non invasivo per eccellenza, è molto utile nei controlli dopo l'atto terapeutico, sia esso chirurgico sia esso di angiografia intervenzionale. Quando la MAV è solo durale, la RM come controllo dei casi trattati ha un valore relativo, può tuttavia dimostrare un'eventuale diminuzione di flusso. La possibilità di riconoscere un angioma venoso alla RM è importante perché frequentemente queste lesioni non sono di interesse chirurgico e, in tal caso, un esame invasivo come l'angiografia può essere risparmiato. Per le ragioni sovraesposte l'angioma cavernoso non può essere diagnosticato con certezza sulla base della sola RM. Tuttavia l'immagine caratteristica anche se non patognomonica composta da segnali di sanguinamenti avvenuti in epoche diverse e accompagnata da angiografia negativa, depone per la diagnosi di angioma cavernoso con un ragionevole margine di affidabilità. Peraltro bisogna sempre tener presente la diagnosi differenziale con un tumore maligno che abbia sanguinato. Anche in questo caso il controllo di RM, meglio con contrasto paramagnetico, rappresenta nella maggior parte dei casi il mezzo più utile e meno invasivo.

Fino a quando l'esame TC è stato il nostro pressoché unico presidio diagnostico per gran parte della patologia neurologica riconoscenti abbiamo accettato quello che ci offririva e talvolta l'abbiamo anche forzata per cercare di farle risolvere problemi diagnostici al di sopra dei suoi limiti. Oggi, con l'avvento della RM, riteniamo sia giusto fare un bilancio obiettivo della nostra attività tomografica per stabilire se possibile quanto della TC dobbiamo salvare e quale ruolo eventualmente potrà avere ancora in futuro in campo neuroradiologico. Si tratta di un processo a cui i Neuroradiologi, come succede a tutti quelli la cui attività è legata a strutture in evoluzione, sono ormai abituati: l'abbiamo condotto in passato alla Pneumoencefalografia, alla Cisternografia, alla Vetricolografia prima gassosa e poi opaca, alla Scintigrafia cerebro-spinale, alla Stratigrafia pluridizionale, alla Flebografia lombare, alla Discografia (e tra poco sarà il momento della Mielografia e dell'Angiografia), tutte metodiche che abbiamo abbandonato gradualmente per l'imporsi di nuove e più affidabili indagini. La stessa situazione si sta verificando ora con la TC incalzata con forti pressioni dalla RM e noi, fatti accorti delle precedenti esperienze, cerchiamo qui di fare il punto della situazione in un diretto confronto TC/RM nel settore particolare delle neoplasie cerebrali.

Negli ultimi anni il processo di riforme fiscali che ha coinvolto il nostro Paese ha stimolato l'interesse di accademici e amministratori riguardo alla distribuzione locale dei redditi. La mancanza di dati ha tradizionalmente limitato le possibilitŕ di indagare riguardo alla distribuzione dei redditi in contesti sub-nazionali. Le Regioni e gli enti locali solo in alcuni casi hanno risolto il problema finanziando indagini circoscritte al loro territorio, nella maggioranza dei casi il problema si č risolto cercando di approssimare la distribuzione delle variabili a livello locale utilizzando sotto campioni di indagini nazionali. Questa soluzione purtroppo raramente porta a stime sufficientemente affidabili. Una parte della letteratura propone di risolvere questo tipo di problemi sfruttando la variabilitŕ di grandezze fortemente correlate al reddito e misurabili con precisione sul territorio. Il metodo che proponiamo segue un approccio leggermente differente: otteniamo una distribuzione locale dei redditi equivalenti attraverso il matching di dataset provenienti da fonti differenti. Il nostro punto di partenza sono i dati delle dichiarazioni dei redditi pubblicati, disaggregati per comune, dall'Agenzia delle Entrate. Questi redditi sono associati a un vettore di caratteristiche socioeconomiche tramite l'iterazione di un algoritmo di Monte Carlo. L'algoritmo definisce le probabilitŕ di associazione fra un reddito e un nucleo familiare con determinate caratteristiche, sulla base della distribuzione empirica di redditi lordi e caratteristiche socioeconomiche registrate nei sottocampioni regionali dell'Indagine sui bilanci delle famiglie italiane della Banca d'Italia. La distribuzione dei redditi equivalenti č ottenuta associando a ciascun risultato di iterazione un peso tanto maggiore quanto piů la struttura demografica che descrive corrisponde a quella realmente registrata dall'Istat per il territorio considerato. Per mostrare limiti e potenzialitŕ del metodo riportiamo un'applicazione per due province italiane: Bari e Foggia.

It is common practice in Structural Health Monitoring (SHM) to perform damage detection by detecting changes in subspace-based damage indicators. They are computed by comparing a reference state with the current (possibly damaged) state through a matrix based on the computation of residuals originated from the orthogonality defect of projected subspaces. In the last decades, several scalar indicators have been proposed based on the residual matrix. Still, a multivariate sensitivity analysis was not carried out to estimate the sensitivity of each indicator to the excitation changes. In this thesis, a covariance-based sensitivity analysis applied to a spatial truss structure is carried out to evaluate the sensitivity of eight damage indicators to ambient excitation covariance, damage severity, and damage location. The analysis aims at identifying the ranges of applicability of damage indicators within a simple statistical framework, possibly extendable to more general applications. It is argued whether any equivalent class of indicators can be obtained from the manipulation of the residual matrix. The role of damage location in the probabilistic assessment of damage is discussed: a methodological Bayesian approach, based on the results of the sensitivity analysis, is proposed for the development of a structural reliability analysis driven by damage indicators. An real-case application of damage detection tests is further presented for the Santa Maria di Collemaggio basilica.

L’obiettivo del presente lavoro è verificare l’affidabilità di una parte di macchina radiologica di Cefla Dentale, nello specifico del gruppo di fissaggio paziente, attraverso la valutazione sperimentale della risposta strutturale della stessa. Partendo dall’analisi dell’architettura e del funzionamento dei singoli sottosistemi del gruppo, sono stati definiti gli obiettivi (in relazione alle prestazioni desiderate) e la tipologia di prova; a seguire, si è passati alla pianificazione dei test, comprendente l’individuazione dei parametri da monitorare per la verifica finale, la definizione dei carichi nominali, del numero di cicli di funzionamento (corrispondenti alla vita utile media) e la definizione di attrezzature idonee allo scopo specifico. L’intento è stato quello di eseguire i test con contrazione dei tempi di prova, utilizzando come fattori di accelerazione la frequenza di funzionamento unitamente all’applicazione di opportuni sovraccarichi, con il duplice scopo di fare emergere eventuali elementi critici ma in un tempo nettamente inferiore a quello reale di funzionamento della macchina.

2014 - 2015
The thesis investigates the seismic reliability of isolated structures with FPBs (Friction Pendulum Bearings) towards failure due to high vertical component excitation and friction coefficient variations. In the end, it has been studied the influence of the uncertainty of the input excitation on the vulnerability of complex structures such as viaducts in the case of different seismic isolation strategies application. The last seismic events (Christchurch 2011, L’Aquila 2009) have highlighted lacks in the actual design philosophies (PBD) due to the high structural damage experimented by structures. The Passive Control Technique of seismic response allows high structural performances respect to the one of fixed base structures, in this way making sustainable the repairing costs of structures in the case of medium high intensity seismic event. After introducing a rich bibliography on matemathical theory of base isolated structures, with some remarks on the state space formulation which allow to carry out modal analysis of non classically damped structures such as the one object of the study, on the mechanical and dynamical behavior of Friction Pendulum System device and on the current Technical Code in Italy (NTC08), it has been introduced the theme to be investigated. Being the FPS behavior related to the friction force, the seismic response can be affected by particular seismic event as near fault event characterized by high vertical component intensity of seismic excitation. Moreover the degradation of the sliding interface due to velocity, pressure and temperature variations can influence the seismic response of the device. To the scope of investigating the collapse phenomenon of the device, non linear dynamic analysis have been carried out through deterministic parametric methods with different near fault input excitations, on two different systems: the first described by a rigid superstructure and isolation system described by the Nagarajaiah model (1990), the second representative of a benchmark r.c. building of four levels (Almazan 2003). The subsequent stochastic analysis carried out by means of the use of Montecarlo simulation, taking advantage of the inversion method, on a system described by rigid superstructure and isolation system described by a rigid-plastic behavior with hardening, have highlighted the relation between the stochastic response and the uncertainty of the friction coefficient in the case of sinusoidal excitation. Finally, it has been investigated the vulnerability of bridge structures in different isolation system design configurations by using fragility analysis, carried out taking advantage of the Multi Stripes method (Baker 2014). Results show the probability of exceedance of the limit state considered variations taking into account the uncertainty of the input excitation. [edited by author]
Il lavoro di tesi ha indagato l’affidabilità sismica delle strutture isolate mediante dispositivi FPBs (Friction Pendulum Bearings) nei confronti dei fenomeni dello scalottamento e delle variazioni del coefficiente d’attrito che caratterizza l’interfaccia di scorrimento del dispositivo. In ultima analisi, è stata indagata l’influenza dell’aleatorietà dell’input in ingresso sulla vulnerabilità di strutture complesse quali viadotti nel caso di applicazione di differenti strategie di isolamento. Gli ultimi eventi sismici (Christchurch 2011, L’Aquila 2009) hanno evidenziato carenze nelle filosofie prestazionali attuali (PBD) a causa dell’elevato danneggiamento agli elementi strutturali sperimentato dalle costruzioni. Le tecniche di controllo passivo della risposta sismica consentono elevate prestazioni in termini di performance strutturali rispetto a quelle a base fissa, in tal modo rendendo sostenibili i costi di riparazione delle costruzioni in caso di eventi sismici di medio alta intensità. Dopo una ricca bibliografia sulla teoria matematica alla base delle strutture isolate, con cenni alla formulazione nello spazio degli stati che consente l’analisi modale di strutture non classicamente smorzate, sul comportamento meccanico e dinamico del dispositivo Friction Pendulum System e sulle attuali Norme Vigenti in Italia (NTC08), si è introdotta la problematica oggetto di studio. Essendo il comportamento del dispositivo FPS dipendente dalla forza d’attrito, la risposta sismica può essere affetta da particolari eventi sismici di tipo near fault caratterizzati da componenti verticali dell’eccitazione sismica di elevata intensità. Inoltre l’usura della superficie di scorrimento dovuta a variazioni di velocità, pressione e temperatura può influenzare la risposta sismica del dispositivo. Al fine di indagare il fenomeno dello scalottamento del dispositivo sono state condotte analisi dinamiche non lineari mediante metodologie deterministiche parametriche con differenti eccitazioni in ingresso di tipo near fault, su un sistema descritto da una sovrastruttura rigida e sistema di isolamento descritto dal modello di Nagarajaiah (1990), e su un sistema rappresentativo di un edificio benchmark in c.a. a 4 livelli (Almazan 2003). Inoltre, le successive analisi stocastiche condotte mediante l’utilizzo della simulazione Montecarlo, sfruttando il metodo dell’inversione, su un sistema descritto da sovrastruttura rigida e sistema di isolamento descritto da una legge attritiva rigido plastica con incrudimento, hanno messo in evidenza la dipendenza della risposta stocastica dall’aleatorietà del coefficiente d’attrito nei confronti di eccitazioni sinusoidali. Infine è stata indagata la vulnerabilità di strutture da ponte in differenti configurazioni di progetto del sistema di isolamento mediante analisi di fragilità condotte sfruttando il metodo Multi Stripes (Baker 2014). Esse mostrano le variazioni nella probabilità di superamento degli stati limite in considerazione dell’aleatorietà dell’input in ingresso. [a cura dell'autore]
XIV n.s.

This thesis aims at developing new methodologies for the reliability analysis of structural systems with applications to offshore and aeronautical fields. In general, sructures of practical interest are complex redundant systems, in which more than one element is required to fail in order to have catastrophic failure. Moreover, ramdomness inherently exists in both material properties and external loads. As a result, complex structural systems are typically characterised by a huge number of possible failure sequences, of which only some are most likely to occour. Therefore, for an efficient risk analysis, only the dominant failure modes need to be considered, so as to minimise the number of failure paths as well as the computational costs associated to their enumeration and evaluation. However, although several techniques have been developed for the identification of the critical failure sequences, these methods are still either time-demanding or prone to miss potential failure modes. These challenges motivated the first part of the thesis, in which the merits of a risk assessment framework recently developed for truss and frame structures are here investigated in view of its extensive application to the offshore field. To this end, the case study of a jacket-type platform under an extreme sea state is considered. First, the dominant failure modes of the structure are rapidly identified by a multi-point parallel search employing a genetic algorithm. Then, a multi-scale system reliability analysis is performed, in which the statistical dependence among both structural elements and failure modes is fully considered through simple matrix operations. Finally, the accuracy and the efficiency of the proposed approach are successfully validated against crude Monte Carlo simulation. In the second part of the thesis, system reliability theory is applied to the uncertainty quantification of the longitudinal tensile strength of UniDirectional (UD) composites, a structural component very common in aircraft structures. Predictive models for size effects in this class of materials are paramount for scaling small-coupon experimental results to the design of large composite structures. In this respect, a Monte Carlo progressive failure analysis is proposed to calculate the strength distributions of hierarchical fibre bundles, which are formed by grouping a predefined number of smaller-order bundles into a larger-order one. The present approach is firstly validated against a recent analytical model to be later applied to more complex load-sharing configurations. The resulting distributions are finally used to analyse the damage accumulation process and the formation of clusters of broken fibres during progressive failure.
Lo scopo principale di questa tesi è lo sviluppo di nuove metodologie per determinare l’affidabilità dei sistemi strutturali con applicazioni sia in campo offshore che aeronautico. In generale, strutture di interesse pratico sono caratterizzate da un elevato grado di ridondanza, per cui il collasso globale richiede la rottura simulatanea e/o progressiva di più elementi. Inoltre, i sistemi fisici sono influenzati da diverse fonti di incertezza, quali le prorietà dei materiali e le condizioni ambientali e operative. Pertanto, il collasso strutturale può avvenire con diverse modalità (modi di guasto), di cui solo alcune possiedono una probabilità di accadimento significativa (modi di guasto dominanti). Per una valutazione efficiente del rischio risulta dunque indispensabile limitare l’analisi ai soli modi dominanti, così da ridurre il costo computazionale associato alle fasi di identificazione e di valutazione dei modi stessi. Tuttavia, nonostante in letteratura vi siano numerose soluzioni per l’analisi del rischio, tali metodi richiedono ancora tempi di calcolo notevoli e sono inclini a tralasciare potenziali modi di guasto. Queste motivazioni conducono alla prima parte delle tesi, in cui si ripropone un metodo recentemente sviluppato per l’analisi del rischio di strutture discrete (reticolari e telai) in previsione di una sua applicazione al campo offshore. A tale scopo si considera il caso di studio di una piattaforma di tipo jacket in condizioni di mare estremo. Dapprima, i modi di guasto dominanti vengono rapidamente identificati per mezzo di un algoritmo genetico. In seguito, l’affidabilità del sistema viene calcolata mediante un approccio multi-scala che fa uso di semplici operazioni matriciali, in cui la dipendenza statistica viene considerata sia tra le componenti strutturali che tra i modi di guasto dominanti. Infine, l’accuratezza e l’efficienza del metodo vengono testate con successo tramite comparazione con Monte Carlo. Nella seconda parte della tesi, la teoria dell’affidabilità dei sistemi viene applicata per la quantificazione dell’incertezza nella resistenza a trazione di compositi UniDirezionali (UD), problema di notevole interesse per l’ambito aeronautico e non solo. Infatti, il comportamento aletorio di questi materiali è fortemente influenzato da effetti di scala, che limitano la progettazione di strutture in composito di grandi dimensioni sulla base dei dati sperimentali ricavati da provini. In quest’ottica, si propone di modellare fasci di fibre secondo una legge di scala gerarchica, ossia raggruppando un numero prestabilito di fasci più piccoli in un fascio di ordine superiore. La distribuzione di resistenza di tali fasci viene quindi simulata attraverso un’analisi di collasso progressivo. Questo approccio, dapprima validato rispetto ad un modello analitico recentemente sviluppato per disposizioni semplici di fasci, viene poi esteso a configurazioni più realistiche. I risultati così ottenuti sono infine processati per l’analisi statistica del danno.

In the last decades, also due to the ever increasing importance assumed by civil air transport and its deregulation, the aeronautical structural design results to be characterized by two contrasting needs: on the one hand, the reduction of costs, and, on the other hand, the increase of the aircraft reliability. The costs minimization often results in fuel saving and, hence, in a mass optimization of the airplane; however, this risks to collide with the necessity to maximize the system reliability. The probabilistic approach to structural design, as it is proposed by the Reliability-Based Design Optimization (RBDO) phylosophy, allows to combine these antithetical requirements. After all, the traditional deterministic approach, which is based on the use of safety factors, often proves to be inadequate, since it can cause both a structural overweight and an underestimation of risks. Probabilistic optimization consists of two separate processes: an external loop of deterministic optimization and an internal reliability assessment loop; these two steps are executed repeatedly, until the optimal configuration is reached; this condition is such that one or more performances are maximized and, at the same time, the feasibility constraints result to be respected with the desired level of likelihood. Despite the growing interest towards the RBDO methodologies in the aeronautical field, to this day some applicative areas remain, which have not been sufficiently treated in literature; one of them is the aeroelastic field. Moreover, it is important to higlight that every single applicative case requires a deep study at a numerical level, aimed at determining which are the optimization and reliability assessment algorithms which are best fit for that particular situation; next, the two chosen algorithms have to be interconnected, to create a single probabilistic optimization loop. One of the novelties that are proposed in this thesis consists on the use of RBDO in the frame design of a wing section, in order to prevent aeroelastic instabilities and to optimize such a structure; this optimization methodology, based on the elastic axis, had been previously applied by following a deterministic approach only (even though on a three-dimensional case). Another subject matter that was treated is essentially numerical: the creation of a simple RBDO algotithm, that was then successfully applied to the sizing of a beam. Subsequently, two analyses were carried on, aiming at applying RBDO first to the structure of a rectangular wing, and then to a shear web, and promising results were obtained in both cases. In the future continuation of the present work, the various subject matters that have been treated will converge towards the determination of a global, unified procedure for the probabilistic optimization of a wing structure. Such an approach, that will also aim to prevent aeroelastic phenomena, will be devoted to reproduce as more realistically as possible the system and the surrounding environment; therefore, it will reckon with both structural nonlinearities and the forces generated by random gusts.
Mai come oggi, complice anche la crescente importanza che ricopre il trasporto civile aereo e la liberalizzazione di tale mercato, la progettazione strutturale in ambito aeronautico risulta essere dominata da due esigenze contrastanti: da un lato, la riduzione dei costi, dall'altro, l'aumento dell'affidabilità del velivolo. La minimizzazione dei costi si traduce spesso in una minore spesa di carburante e, quindi, in un'ottimizzazione della massa dell'aereo; tuttavia, ciò rischia di scontrarsi con l'imperativo di massimizzare l'affidabilità del sistema. L'approccio probabilistico alla progettazione, così come proposto dalla filosofia Reliability-Based Design Optimization (RBDO), consente di coniugare queste due esigenze fra loro antitetiche. D'altro canto, il tradizionale approccio deterministico, basato sui coefficienti di sicurezza, risulta spesso inadeguato, in quanto può portare sia ad un eccessivo appesantimento strutturale che, caso opposto, ad una riduzione della sicurezza del sistema. L'ottimizzazione probabilistica consta di due processi distinti: un loop esterno di ottimizzazione deterministica ed un ciclo interno di verifica dell'affidabilità: questa successione continua fino a che si converge alla configurazione ottimale, tale cioè da massimizzare una o più performances e, allo stesso tempo, che rispetti i vincoli relativi al livello minimo di sicurezza richiesto. Nonostante il crescente interesse verso le metodologie RBDO in campo aeronautico, ad oggi permangono aree applicative che non sono ancora state sufficientemente trattate in letteratura; tra queste, l'ambito aeroelastico. Inoltre, va sottolineato che ogni singolo caso applicativo richiede uno studio approfondito, a livello numerico, volto a determinare quali siano gli algoritmi di ottimizzazione e di verifica dell'affidabilità che meglio si adattano alla situazione; questi, in seguito, vanno interconnessi per creare un unico ciclo di ottimizzazione probabilistica. Uno degli elementi di novità che vengono proposti in questa tesi consiste nell'impiego della RBDO al progetto strutturale della sezione di un'ala, allo scopo di prevenirne fenomeni di instabilità di natura aeroelastica, oltre che di ottimizzarne la struttura; tale metodologia di ottimizzazione, basata sull'asse elastico, in precedenza risultava applicata (seppure ad un caso tridimensionale) soltanto in maniera deterministica. Un'altra tematica che è stata trattata ha invece una natura essenzialmente numerica: la costruzione di un semplice algoritmo di ottimizzazione probabilistica, applicato con successo al dimensionamento di una trave. In seguito, è stata affrontata un'analisi volta ad applicare la RBDO prima alla struttura di un'ala rettangolare e poi ad un longherone rastremato, con risultati promettenti. Nella futura prosecuzione del presente lavoro, le varie tematiche affrontate confluiranno nella determinazione di una metodologia unitaria per l'ottimizzazione probabilistica della struttura di un'ala. Tale approccio, che mirerà anche alla prevenzione di fenomeni aeroelastici, si proporrà di riprodurre il sistema e l'ambiente circostante nel modo più fedele possibile, e terrà quindi conto delle nonlinearità strutturali e delle sollecitazioni dovute alle raffiche di vento aventi natura stocastica.