Opportunità di tesi

Temi di tesi in meccanica computazionale, prove sperimentali, fatica e integrità strutturale, a Pisa e con possibili contatti di ricerca all’estero.

Gli studenti dei corsi di laurea triennale e magistrale in ingegneria meccanica e discipline affini possono sviluppare progetti di tesi sul danneggiamento di materiali e strutture e sui metodi per prevederne il comportamento. Le attività possono combinare meccanica, simulazioni numeriche, programmazione e prove di laboratorio.

Sono proposti tre progetti specifici, numerici e sperimentali, oltre alle tematiche di ricerca da approfondire e definire insieme. Argomento e obiettivi della tesi saranno concordati in funzione della preparazione, degli interessi e delle attività disponibili.

01 / Tematiche e progetti di tesi

Opportunità di tesi legate alla ricerca

Metodi numerici, meccanica sperimentale e integrità strutturale

Consulta i progetti di tesi
Schema semplificato con segmenti articolati blu e marcatori circolari verde acqua accanto a una struttura reticolare

02 / Progetti per gli studenti

Progetti di tesi disponibili

01 / Attività numerica · Python

Sviluppo open source di metodi per la fatica multiassiale

La tesi prevede un contributo al repository pubblico multiaxial-fatigue sviluppato nell'ambito di FABER WG4.3. Lo studente studierà criteri di analisi a fatica presenti nella letteratura scientifica, ne implementerà una selezione in Python e confronterà i risultati su condizioni di carico documentate.

  • Open source
  • Fatica multiassiale
  • Python
Confronto tra storie di tensione armoniche normali e tangenziali con sfasamento di zero e novanta gradi, e percorsi rettilinei ed ellittici nello spazio delle tensioni.
Confronto illustrativo tra storie di tensione armoniche proporzionali e non proporzionali e relativi percorsi nello spazio delle tensioni. Non rappresenta dati sperimentali né previsioni di vita a fatica.

Attività previste Analisi della letteratura scientifica; formulazione e implementazione dei metodi; test unitari ed esempi numerici; documentazione del codice; confronto con dati sperimentali disponibili.

Pubblicazioni correlate

  1. An efficient algorithm for critical plane factors evaluation (2023) DOI
  2. A closed-form solution for evaluating the Findley critical plane factor (2024) DOI
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02 / Attività sperimentale · Prove vibrazionali

Analisi sperimentale della resistenza a fatica di condensatori su schede elettroniche

La tesi riguarda la resistenza a fatica dei condensatori montati su schede elettroniche assemblate (PCBA). Lo studente progetterà e preparerà un circuito di prova con condensatori, eseguirà prove vibrazionali con shaker di laboratorio e analizzerà la risposta e gli eventuali meccanismi di cedimento.

  • PCBA
  • Prove vibrazionali
  • Affidabilità dei componenti
Attrezzatura di laboratorio per prove di flessione, con provino sottile curvato, due appoggi e puntale sferico centrale.
Allestimento per prove di flessione, illustrativo delle attività sperimentali di caratterizzazione meccanica. Il progetto proposto si concentra su prove vibrazionali di schede elettroniche assemblate.

Attività previste Progettazione del circuito e dei provini; pianificazione delle prove con shaker e della strumentazione; acquisizione di misure sperimentali; analisi della fatica dei condensatori e confronto con i metodi di previsione disponibili per componenti elettronici.

Pubblicazioni correlate

  1. Numerical-experimental characterization of the dynamic behavior of PCB for the fatigue analysis of PCBa (2023) DOI
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03 / Attività sperimentale e numerica · Termografia

Resistenza a fatica di strutture reticolari ed effetto dei rivestimenti superficiali

La tesi riguarda la resistenza a fatica di strutture reticolari prodotte mediante manifattura additiva e l'effetto di un rivestimento superficiale. Il progetto combina prove sperimentali su provini rivestiti e non rivestiti, misure termografiche e valutazioni del comportamento a fatica con i metodi disponibili.

  • Strutture reticolari
  • Rivestimenti superficiali
  • Termografia
Immagine termografica di un provino reticolare montato su un banco di prova, con scala cromatica delle temperature.
Immagine termografica di un provino reticolare durante una prova meccanica.

Apri l'immagine termografica originale

Attività previste Progettazione o scelta dei provini reticolari; preparazione dei rivestimenti e dei provini; prove statiche e cicliche; misure termografiche; confronto della resistenza a fatica e analisi dei meccanismi di cedimento.

Pubblicazioni correlate

  1. Effects of coating on the fatigue endurance of FDM lattice structures (2022) DOI
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03 / Tematiche di ricerca

Esplora un tema di ricerca

Numerica + sperimentale

Strutture saldate

La tesi può riguardare gli effetti della saldatura sullo stato di tensione e sulla vita a fatica di un componente, combinando simulazioni del processo, misurazioni e prove su giunti saldati.

Attività tipiche Simulazione della saldatura, modelli termomeccanici agli elementi finiti, valutazione delle tensioni residue, prove di fatica e confronto numerico-sperimentale.

Numerica / computazionale

Fatica multiassiale dei metalli

La tesi può riguardare l’accumulo di danno da fatica nei metalli soggetti a carichi multiassiali e lo sviluppo e il confronto di metodi di analisi. Le attività sono adatte a chi è interessato alla meccanica, alla programmazione e al calcolo scientifico.

Attività tipiche Criteri di piano critico, algoritmi efficienti, confronto tra modelli, validazione su dati sperimentali e software scientifico in Python.

Sperimentale + numerica

Comportamento a fatica dei polimeri

La tesi può riguardare il comportamento dei materiali polimerici sotto carichi ciclici e la previsione della vita a fatica dei componenti. Il peso delle attività sperimentali e numeriche può essere definito in base ai tuoi interessi e al progetto concordato.

Attività tipiche Caratterizzazione meccanica e ciclica, modelli costitutivi e di vita a fatica, simulazioni di componenti e validazione sperimentale. Gli effetti della temperatura possono essere considerati quando le condizioni sperimentali lo consentono.

Numerica + sperimentale

Fatica e affidabilità dei PCB

La tesi può riguardare l’affidabilità meccanica dei circuiti stampati e degli assemblaggi elettronici. Le possibili applicazioni comprendono componenti soggetti a carichi ciclici o vibrazioni nel settore automobilistico e in altri ambiti ingegneristici.

Attività tipiche Modelli agli elementi finiti di schede e componenti, risposta meccanica e meccanismi di cedimento, stima della vita a fatica e confronto con le misure.

Numerica / computazionale · esplorativa

Intelligenza artificiale e integrità strutturale

Una possibile attività di tesi riguarda l’impiego di metodi basati sui dati per la previsione del comportamento a fatica e la verifica strutturale. La definizione del progetto dipende dalla disponibilità di dati adatti, dalle collaborazioni di ricerca e dagli obiettivi concordati. Si tratta di sviluppi da esplorare, la cui applicabilità e validazione devono essere valutate.

Attività tipiche Confronto di metodi di apprendimento automatico, integrazione di modelli fisici e basati sui dati, modelli surrogati e interpretazione di dati sperimentali rispetto a risultati di riferimento.

Scegli il tipo di attività di tesi

La tesi può prevedere attività numeriche, prove sperimentali o una combinazione di entrambe. Le indicazioni associate a ciascuna tematica sono un punto di partenza per definire un progetto fattibile.

Numerica / computazionale

Simulazioni agli elementi finiti, metodi analitici, programmazione e sviluppo di algoritmi. Le attività comprendono il confronto tra modelli e la verifica delle previsioni rispetto a dati di riferimento.

Sperimentale

Prove di laboratorio, caratterizzazione dei provini, misure e acquisizione dati. L’interpretazione dei risultati consente di studiare il comportamento di materiali e componenti.

Mista

Sviluppo di un modello numerico affiancato da prove sperimentali. Il confronto tra simulazioni e misurazioni consente di validare metodi di verifica strutturale o di analisi a fatica.

Attività di tesi in Italia e all’estero

Attività a Pisa o possibili esperienze in azienda o all’estero. I progetti possono essere sviluppati presso il Dipartimento di Ingegneria Civile e Industriale dell’Università di Pisa. Le eventuali esperienze in azienda o all’estero dipendono dal tema di ricerca, dalle collaborazioni disponibili e dagli accordi necessari per svolgere le attività.

I contatti sviluppati durante i precedenti periodi di ricerca consentono di discutere possibili attività sulla fatica, sull’integrità strutturale, sulla meccanica computazionale e sperimentale e sulle applicazioni dell’intelligenza artificiale. Tra gli istituti con cui valutare queste possibilità figurano quelli riportati di seguito.

La disponibilità di una tesi all’estero deve essere verificata caso per caso, tenendo conto dei progetti in corso, dell’accordo dei possibili relatori, dell’accettazione dell’istituto ospitante, dei requisiti accademici e degli eventuali finanziamenti e accordi di mobilità.

Ti interessa uno di questi temi?

Contattami direttamente via email indicando il corso di laurea, gli interessi, le competenze e il periodo orientativo. Se ti interessa uno dei progetti specifici, indicane il titolo nel messaggio.

andrea.chiocca@unipi.it