Il Gruppo di Meccanica Computazionale e Materiali Avanzati del Dipartimento di Ingegneria Civile e Architettura rappresenta una realtà di ricerca di rilievo a livello sia nazionale sia internazionale, attiva in vari campi di applicazione, molti dei quali di grande interesse nell’ambito dell’Ingegneria Civile.
All’interno del gruppo sono presenti diversi laboratori di ricerca, dove vengono portate avanti svariate tesi di Laurea Magistrale e/o Dottorato. Nel seguito, sono brevemente introdotti quelli di maggior rilievo per la Laurea Magistrale in Ingegneria Civile.

Per maggiori informazioni, consultare il sito del laboratorio: www-2.unipv.it/compmech

Nume-Lab (Laboratorio di Simulazione Numerica)

Oltre a una serie di personal computer dalle elevate prestazioni, il laboratorio può contare su un cluster di calcolo e su un server HPC. Il cluster è composto da un nodo di login e da quattro nodi di calcolo. Il nodo di login è un DELL R820 con 4 Intel Xeon E5¬4620, 252Gb di RAM e 10Tb di memoria di massa. I quattro nodi di calcolo del cluster sono dei DELL R815 con 4 AMD Opteron 6272 e 252Gb di RAM. In totale i 4 nodi possono contare su 256 cores. Il server HPC consiste in un DELL R810 con 4 Intel Xeon E7540 e 66GB di RAM. La potenza di calcolo del Nume-Lab permette di effettuare simulazioni numeriche avanzate utilizzando codici di calcolo di stato dell’arte.

Esempio di simulazione a elementi finiti di molla a memoria di forma

Esempio di simulazione isogeometrica di separazione di fluidi immiscibili

Esempio di simulazione isogeometrica di struttura test della NASA

Server di calcolo del laboratorio (256 cores)

Mate-Lab (Laboratorio Materiali)

Il laboratorio è concepito per caratterizzare le proprietà meccaniche di una vasta varietà di materiali (dalla gomma ai bio-materiali, passando per le leghe metalliche). Il laboratorio si avvale di una macchina a trazione uniassiale MTS Insight 10KN equipaggiata anche con videoestensometro digitale e camera termica.

Dettaglio della camera termica, accessorio della macchina MTS

Telaio ed accessori della macchina MTS Insight

Prova di trazione uni-assiale eseguita su campione biologico

Elaborazione dell’output di una prova a trazione

Proto-Lab (Laboratorio di Prototipazione Rapida)

Il laboratorio nasce dalla volontà di far ricerca applicativa nel campo della manifattura additiva e di fornire un servizio di prototipazione rapida, capace di realizzare un modello fisico direttamente da un modello CAD virtuale. Il laboratorio è dotato di una stampante Objet 30Pro 3D, in grado di stampare modelli in 7 diversi materiali (4 materiali opachi rigidi, trasparente, ad alta temperatura e materiali simil-polipropilene) e di una seconda stampante LeapFrog Creator a FDM (tecnologia “a filo”), in grado di stampare modelli in vari materiali plastici (ABS, PLA, etc.).

Esempio di stampa 3D_ vertebra

Esempio di stampa 3D_mandibola

Esempio di stampa 3D_modello in silicone di arco aortico

Stampante Objet 30Pro 3D presente nel laboratorio

Activ-Lab (Laboratorio Materiali Attivi)

Il nuovo laboratorio Materiali Attivi si pone come obiettivo lo sviluppo di applicazioni basate su materiali attivi innovativi e la caratterizzazione di materiali e dispositivi tramite prove elettro-meccaniche. A tal fine, nell’Activ-Lab vengono elaborate e realizzate strutture per il test di materiali e/o dispositivi. Attenzione particolare è riservato agli attuatori basati su leghe a memoria di forma, materiali capaci di recuperare, a seguito di azioni termiche e/o meccaniche, la forma iniziale anche a dopo aver subito deformazioni significative.

Esempi di fili e molle in NiTi (lega a memoria di forma)

Esempio di sistema di test usato nell’Activ-Lab

Gripper stampato in 3D e attuato tramite filo NiTi

Montatura per occhiali in lega a memoria di forma