Argomenti di ricerca
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Mauro Borri Brunetto DISEG - Politecnico di Torino |
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Meccanica delle interfacce
La ricerca in questo campo si è incentrata sull’analisi per via numerica di problemi di contatto normale fra solidi, con una rappresentazione realistica delle superfici, generalmente scabre, e la messa a punto di un metodo efficiente atto ad analizzare con il massimo dettaglio la geometria del dominio di contatto. Lo studio è stato successivamente sviluppato tenendo conto dell’interazione tangenziale mediante l’estensione della teoria elastica di Mindlin e Cattaneo, a domini di contatto discreti. L’applicazione numerica di tali concetti ha consentito di simulare la progressiva evoluzione delle distribuzioni di sforzo al crescere della sollecitazione tagliante, nell’ipotesi di comportamento elastico e di spostamenti relativi piccolissimi. I risultati sono stati interpretati con una metodologia di analisi atta a mettere in luce la possibile instabilità di interfacce soggette a taglio, per carichi relativamente bassi rispetto al limite d’attrito. L’uso della teoria del gruppo di rinormalizzazione, applicata ai domini frattali di interfaccia, ha portato in questo contesto ad alcuni risultati interessanti, anche riguardo ai possibili effetti di scala sulla resistenza allo scorrimento delle interfacce. I metodi numerici sopra descritti si sono anche dimostrati utili nello studio di problemi di interesse applicativo, quali i meccanismi micromeccanici connessi alla perforazione di geomateriali mediante utensili diamantati e le leggi di chiusura di interfacce macroscopicamente lisce, tipiche dell’ingegneria meccanica.
Dinamica delle valanghe di neve
Il problema dello studio del moto di una massa nevosa, a partire dall’innesco della valanga, fino all’arresto, è stato affrontato in modo originale applicando per la prima volta in tale contesto una modellazione matematica basata sul metodo degli Automi Cellulari. La topografia tridimensionale del versante interessato fornisce il dato di base necessario all’analisi. Mediante l’implementazione in un codice di calcolo della teoria degli automi cellulari, trasferita con gli opportuni adattamenti da modelli precedentemente applicati in letteratura ad altre situazioni, come ad esempio per le colate di fango o di detriti, si è sviluppata una tecnica di analisi efficace e promettente, che consente di simulare lo sviluppo spaziotemporale del fenomeno valanghivo. Gli studi attualmente in corso sono rivolti ad indagini sulla sensitività del modello ai numerosi parametri necessari per descrivere il manto nevoso e gli effetti di erosione e deposito prodotti dalla valanga.