Transverse Decay of Solutions in an Elastic Cylinder

In a semiinfinite cylinder composed of anisotropic linearised elastic material, loaded on the base and clamped along the lateral surface, it is known that the solution as measured, for example, by the strainenergy flux through a plane crossection decays longitudinally at most exponentially with respect to the axial distance from the base. There is, however, also a transverse radial decay of the solution, again measured for example by the strainenergy, occurring from the region close to the cylinder's axis to the region near the lateral surface, where the energy vanishes.This problem is considered in the present paper which discusses a circular semiinfinite cylinder and derives an estimate for the strainenergy contained in a cylindrical annulus at a given distance from the base and of variable height, and whose outer surface coincides with the lateral surface of the cylinder. It is shown that the strainenergy decays at most algebraically to zero as the inner radius of the annulus increases to that of the cylinder.Sommario. E'noto che in un cilindro semiinfinito composto da materiale elastico lineare anisotropo, caricato sulla base ed incastrato lungo la superficie laterale, la soluzione elastica, misurata, per esempio, dal flusso di energia di deformazione attraverso una sezione trasversale piana, decade con legge al più esponenziale con la distanza dalla base. C'è tuttavia, anche un decadimento radiale della soluzione, misurato, per esempio, dall'energia di deformazione che passa dalla regione vicina all'asse del cilindro a quella vicin alla superficie laterale dove l'energia si annullaQuesto problema è qui studiato. Si discute in particolare un cilindro circolare semiinfinito e si deduce una stima per l'energia di deformazione contenuta in un anello cilindrico ad una distanza assegnata dalla base e di altezza variabile, e la cui superficie esterna coincide con la superficie laterale del cilindro. Si dimostra che l'energia di deformazione decade al più con legge algebrica a zero quando il raggio interno del cilindro si avvicina a quello esterno.     

The Kepler problem spinor regularization and quantization on the manifolds S2

Summary In a previous research we have shown that the KS-transformation, developed by Kustaanheimo and Stiefel for the regularization of the Kepler problem, may be interpreted as the correspondence which associates to each null 4-vector of the space of Minkowski a one-index spinor, defined up to a phase factor, and we have obtained a new form of the KS-transformation. In the present research we show that this formulation allows a straight derivation of the Hopf fibering of the sphere S³ (characterized by unit spinors) having the base space given by the section (sphere S²) of the light cone, and we show that the KS-transformation allows the quantization of the symplectic manifold S² in the sense of Souriau. The sphere S³ turns out to be a contact quantized manifold. The bilinear relation characteristic of the KS-theory and the column vectors of the KS-matrix are intimately related to the contact structure.

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Sommario In un precedente lavoro si è mostrato che la trasformazione KS, introdotta da Kustaanheimo e Stiefel per regolarizzare il problema di Keplero, è riconducibile alla ben nota corrispondenza fra vettori del cono isotropo dello spazio di Minkowski e spinori semplici, definiti a meno della fase, e si è pervenuti ad una nuova formulazione della KS. Nel presente lavoro si mostra come da tale formulazione scaturisca in modo naturale la fibrazione di Hopf della sfera S³ (caratterizzata dagli spinori unitari) avente quale base una sezione (sfera S²) del cono isotropo e si mette in luce come la trasformazione KS consenta di effettuare la quantizzazione della varietà simplettica S² nel senso di Souriau e di ottenere la sfera S³ quale varietà quantica di contatto. La relazione bilineare caratteristica della teoria KS ed i vettori colonna della matrice KS risultano intimamente legati alla struttura di contatto.

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Presented at the VI Congresso Nazionale dell'Associazione Italiana di Meccanica Teorica ed Applicata (AIMETA), Genova, October 1982. Work performed under the auspices of G.N.F.M. of the C.N.R. (Consiglio Nazionale delle Ricerche).     

Optical co-ordinates in general relativity 2 — the problem of distance

Summary Let denote the congruence of null geodesics associated with a given optical observer inV ₄. We prove that determines a unique collection of vector fieldsM₍₎ ( =1, 2, 3) and ₍₀₎ overV ₄, satisfying a weak version of Killing's conditions.This allows a natural interpretation of these fields as the infinitesimal generators of spatial rotations and temporal translation relative to the given observer. We prove also that the definition of the fieldsM₍₎ and ₍₀₎ is mathematically equivalent to the choice of a distinguished affine parameter f along the curves of, playing the role of a retarded distance from the observer.The relation between f and other possible definitions of distance is discussed.

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Sommario Sia la congruenza di geodetiche nulle associata ad un osservatore ottico assegnato nello spazio-tempoV ₄. Dimostriamo che determina un'unica collezione di campi vettorialiM₍₎ ( =1, 2, 3) e ₍₀₎ inV ₄ che soddisfano una versione in forma debole delle equazioni di Killing. Ciò suggerisce una naturale interpretazione di questi campi come generatori infinitesimi di rotazioni spaziali e traslazioni temporali relative all'osservatore assegnato. Dimostriamo anche che la definizione dei campiM₍₎, ₍₀₎ è matematicamente equivalente alla scelta di un parametro affine privilegiato f lungo le curve di, che gioca il ruolo di distanza ritardata dall'osservatore. Successivamente si esaminano i legami tra f ed altre possibili definizioni di distanza in grande.

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Work performed in the sphere of activity of: Gruppo Nazionale per la Fisica Matematica del CNR.     

Pressure measuring techniques in I.C.E.

Summary A revue of the possible errors affecting pressure measurements in internal combustion engines is presented. A new instrument based on the principle of the Balanced Pressure Indicator and signal multiplexing was developped. Its characteristics used both to obtain an accurate mean pressure diagram and to calibrate pressure transducers in working engines. The overall ability of obtaining meaningful pressure data was shown, even if it is clear that pressure measurements are more an art than a mere technique, given the complexity of the problems involved.

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Sommario L'articolo presenta un'analisi dei possibili errori che possono distorcere la misurazione delle pressioni nella camera di combustione dei motori a combustione interna. Un nuovo strumento, basato sul principio dell'indicatore di pressione a bilanciamento di pressioni e del multiplex a modi di impulsi, è qui anche presentato ed utilizzato sia per ottenere un diagramma medio di pressioni di notevole accuratezza, che per calibrare trasduttori di pressione in condizioni di lavoro, cioè mentre il motore è in funzione. Ne risulta che è possibile ottenere diagrammi di pressione veramente rappresentativi delle condizioni di lavoro del motore, anche se è chiaro che, data la complessità dei problemi relativi a detta misurazione, misurare la pressione nei motori è più un'arte che pura tecnica.

     

Second order gravitational field theories with hilbert gauge

Summary We consider, in the field-theoretical approach, a class of gravitational theories deducible by a variational principle in the unrenormalized pseudo-Euclidean space-time. At first order in the coupling constant f we require the theories to coincide with the Einstein one. Moreover we assume the Hilbert gauge which assure the exclusion of the vector component of the gravitational potential . To get the higher order consistency we substitute the most general energy-momentum tensor for the particle tensorT ^(p) in the field equations. Requiring the latter to be deducible by a variational principle varying the potentials , we get a Lagrangian which, varying the particle coordinates, gives the equations of motion. So we get a class of theories depending on 5 arbitrary parameters. To have observable quantities we have to renormalize. So we realize that, to satisfy the equivalence principle, we have to put one of the arbitrary parameters equal to zero. With this choice the class of theories coincides at second order with general relativity.

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Sommario Si vuole ottenere una classe di teorie gravitazionali deducibili da un principio variazionale, nell'ambito della teoria dei campi e nello spazio-tempo pseudoeuclideo non-rinormalizzato. Si richiede che tali teorie coincidano, al primo ordine nella costante di accoppiamento f, con la teoria di Einstein. Si assume inoltre la gauge di Hilbert al fine di escludere la presenza della componente vettoriale del potenziale . Per ottenere la consistenza al secondo ordine delle equazioni di campo, si sostituisce, in queste ultime, al tensore della particellaT ^(p) il più generale tensore energia-quantità-di-moto . Imponendo alle equazioni di campo di essere deducibili mediante un principio variazionale ove si varino i potenziali , si ottiene una lagrangiana che, ove si varino le coordinate della particella di prova, dà le equazioni di moto. In tal modo si ottiene una classe di teorie dipendenti da 5 parametri arbitrari. Per un confronto con i dati sperimentali è necessario rinormalizzare, onde esprimere quantità osservabili. Si dimostra così che per soddisfare il principio di equivalenza al secondo ordine è necessario porre uno dei 5 parametri uguale a zero e che, con tale scelta, l'intera classe di teorie coincide, al secondo ordine, con la relatività generale.

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Research sponsored by the CNR, Gruppi di ricerca Matematica     

Basic concepts in the surface interaction of free-molecular flows or molecular beams

Summary This paper reports the Author's point of view on some old and new basic concepts on the surface interaction, as appearing from his recent scientific production in this field. Namely, there are considered the concepts of state variables in highly rarefied gases in maxwellian equilibrium; local and global stagnation temperature; energy accomodation coefficients; sitting time; free-molecule surface sources and sinks with application to the Author's re-emission model and comparison with experimental results.

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Sommario In questo lavoro viene esposto il punto di vista dell'Autore su alcuni concetti, vecchi e nuovi, basilari nello studio dell'interazione superficiale, quale appare dalla sua recente produzione scientifica in questo campo. Precisamente vengono presi in esame i concetti di variabili di stato in gas molto rarefatti in equilibrio maxwelliano; di temperatura d'arresto locale e globale; di tempo di soggiorno; di coefficienti di accomodamento; di sorgenti e pozzi superficiali di molecole libere, con applicazione al modello di riemissione dell'Autore e confronti con risultati sperimentali.

     

A fourfold generalization of Peaucellier's inversion cell

New inversors are proposed which are generalizations of the well-known inversor of Peaucellier. It appears that a kite in the Peaucellier cell is replaceable by an arbitrary 4-bar linkage (abhk) whereas the direction and length of the straight line, produced by the inversor, can be manipulated through the particular choice of the relative polar coordinates of a vertex A of the triangular input link. Formulas are derived for practical inversors with a revolving input link. The ones selected are basically governed by the choice of two transmission angles, ₁ and ₃, by the length L of the acquired line, as well as by its direction represented by the angle /2- comprised between the line L and the frame.

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Sommario Vengono proposti nuovi inversori quali generalizzazioni del ben noto inversore di Peaucellier. Si mostra che un quadrilatero isoscele nella cella di Peaucellier è sostituibile da un'arbitraria connessione a quattro barre, mentre la direzione e la lunghezza della retta, prodotta dall'inversore, possono essere manipolate con la particolare scelta delle relative coordinate polari di un vertice A del collegamento triangolare di input. Vengono derivate formule per inversori funzionali con un collegamento di input rotante. Quelli solezionati sono principalmente governati dalla scelta di due angoli di trasmissione, ₁ e ₃, dalla lunghezza L della linea ottenuta, così come dalla sua direzione rappresentata dall' angolo /2- compreso tra la linea L ed il riferimento.

     

Almost analytic solutions and their tests of the horizontal diffusion equation for the movement of water in unsaturated soil

Itisalwaysdifficulttofindthesolutionsoftheequationforthemovementofwaterinunsaturatedsoi1.Theprimar}'reasonisthatthehydraulicconductivityK(T)orthediffusivityofsoiIwaterD(o)isfunctionofwaterpotential(W)orwatercontent'(o)'Atpresent,thegeneralwaystofindthesol…     

Torsion of a flattened tube

The torsion of a hollow cylinder with elongated cross-section is studied theoretically by an efficient eigenfunction expansion and modified point-match method. The effects of the geometric parameters on torsional rigidity and maximum shear stress are determined.

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Sommario Si studia la torsione di un cilindro cavo con sezioni trasversali allungate, mediante una espansione in autofunzioni ed un metodo di point-match modificato. Sono determinati, infine, gli effetti dei parametri geometrici sulla rigidezza torsionale e sulla tensione tangenziale massima.

     

Transport in ordered and disordered porous media II: Generalized volume averaging

In this paper we develop the averaged form of the Stokes equations in terms of weighting functions. The analysis clearly indicates at what point one must choose a media-specific weighting function in order to achieve spatially smoothed transport equations. The form of the weighting function that produces the cellular average is derived, and some important geometrical theorems are presented.Roman Letters A interfacial area of the- interface associated with the local closure problem, m² - A _e area of entrances and exits for the-phase contained within the averaging system, m² - A _p surface area of a particle, m² - d _p 6V _p/A_p, effective particle diameter, m - g gravity vector, m/s² - I unit tensor - K _m permeability tensor for the weighted average form of Darcy's law, m² - L general characteristic length for volume averaged quantities, m - L _p general characteristic length for volume averaged pressure, m - L characteristic length for the porosity, m - L _v characteristic length for the volume averaged velocity, m - l characteristic length (pore scale) for the-phase - l _i i=1, 2, 3 lattice vectors, m - (y) weighting function - m(–y) (y), convolution product weighting function - _v special weighting function associated with the traditional averaging volume - m _v special convolution product weighting function associated with the traditional averaging volume - m _g general convolution product weighting function - m _V unit cell convolution product weighting function - m _C special convolution product weighting function for ordered media which produces the cellular average - m _D special convolution product weighting function for disordered media - m _M master convolution product weighting function for ordered and disordered media - n unit normal vector pointing from the-phase toward the-phase - p pressure in the-phase, N/m² - p_m superficial weighted average pressure, N/m² - p _m intrinsic weighted average pressure, N/m² - p traditional intrinsic volume averaged pressure, N/m² - p p p _m , spatial deviation pressure, N/m² - r ₀ radius of a spherical averaging volume, m - r _m support of the convolution product weighting function, m - r position vector, m - r position vector locating points in the-phase, m - V averaging volume, m³ - V volume of the-phase contained in the averaging volume, m³ - V _cell volume of a unit cell, m³ - V velocity vector in the-phase, m/s - vm superficial weighted average velocity, m/s - v _m intrinsic weighted average velocity, m/s - V volume of the-phase contained in the averaging volume, m³ - V _p volume of a particle, m³ - v traditional superficial volume averaged velocity, m/s - v v p _m spatial deviation velocity, m/s - x position vector locating the centroid of the averaging volume or the convolution product weighting function, m - y position vector relative to the centroid, m - y position vector locating points in the-phase relative to the centroid, m Greek Letters indicator function for the-phase - Dirac distribution associated with the- interface - V /V, volume average porosity - _m m * . weighted average porosity - mass density of the-phase, kg/m³ - viscosity of the-phase, Ns/m² - V /V, volume fraction of the-phase     

Asymmetric snap-buckling of a column restrained by a stiff wire

Summary A relatively simple example of asymmetric snap-through buckling in a continuous structure is the nonlinear problem of a cantilevered column restrained at its tip by a stiff wire, which is inclined at an acute angle to the column centerline, and loaded at its tip by a force perpendicular to the centerline. A parameter called , which is the nondimensional ratio of the flexural rigidity of the column to the combined extensional stiffness of the wire and the column centerline, determines the essential features of the buckling. If is zero, or is small compared to unity, the bending of the column is small enough to justify the use of linear bending theory for the column. Hence, even though the constraint is nonlinear, the solution to this problem is obtained in closed form. The critical point for the structure is found to be an asymmetric branching point for =0, while for positive, the critical point is a snap-through type. The effect of is similar to that induced by initial imperfections in more complex structures. For very small , the critical load is markedly decreased from the value for =0. Moreover, the graph of the load vs. tip deflection has the appearance of having an acute discontinuity in slope at the critical point for very small, although it is actually found that the graph has a horizontal tangent there.

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Sommario Un esempio relativamente semplice di collasso asimmetrico per carico di punta in una struttura continua è il problema non lineare di una colonna incastrata ad una estremità e vincolata all'altra estremità da un filo rigido che forma un angolo acuto con l'asse della colonna e caricata a quella estremità con una forza perpendicolare allo stesso asse. Un parametro chiamato , che è il rapporto adimensionale fra la rigidità flessionale della colonna e la rigidezza longitudinale del filo e dell'asse della colonna, determina le caratteristiche essenziali del cedimento. Se è zero o è piccolo rispetto all'unità, l'inflessione della colonna è sufficientemente piccola per giustificare l'uso della teoria lineare di inflessione per la colonna. Di conseguenza anche se il vincolo non è lineare la soluzione del problema è ottenuta in forma compatta. Il punto critico della struttura si trova nel punto di biforcazione asimmetrica per =0, mentre per positivo, il punto critico rappresenta un punto di collasso. L'effetto di è simile a quello prodotto da imperfezioni iniziali in strutture più complesse. Per molto piccolo il carico critico è notevolmente ridotto rispetto al valore per =0. Inoltre il grafico del carico in funzione della curvatura all'estremità sembra avere una netta discontinuità nella pendenza dal punto di biforcazione per molto piccolo benchè, in realtà si trovi che il grafico ha lì una tangente orizzontale.

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This research was supported by the Advanced Research Projects Agency (Project DEFENDER) and was monitored by the U.S. Army Research Office, Durham, under Contract DA-31-124-ARO-D-257.     

Static and dynamic behaviour of a rigid rotor on journal bearings

This experimental investigation concerns the static and dynamic behaviour of a rigid balanced rotor on journal bearings. Running conditions were chosen in order to obtain relatively high eccentricity ratios near the instability threshold speeds.The results, compared also with the theoretical predictions of some authors, have substantially shown the importance of examining the static behaviour near the instability threshold speed to allow a correct interpretation of some aspects of the dynamic behaviour.In order to clarify the discrepancies between the observed and the theoretically predicted dynamic behaviour, some further tests have been carried out.

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Sommario E' stato esaminato sperimentalmente sia il comportamento statico che quello dinamico di un rotore rigido e bilanciato sostenuto da cuscinetti cilindrici lubrificati.Le condizioni di funzionamento sono state scelte in modo tale che, in prossimità della soglia di instabilità, il valore del rapporto di eccentricità risultasse relativamente grande.I risultati, confrontati anche con le indicazioni teoriche di altri autori, hanno sostanzialmente evidenziato l'importanza dell'esame del comportamento statico in prossimità della soglia di instabilità al fine di interpretare correttamente alcuni aspetti del fenomeno dell'instabilità.Sono state inoltre effettuate una serie di ulteriori indagini con lo scopo di chiarire le discordanze fra il comportamento dinamico osservato e quello previsto dalla teoria.

     

A refined theory for laminated beams: Part I—A new high order approach

This paper presents a new displacement-based one-dimensional model for the analysis of multilayered composite beams. The kinematic restriction of cross sections rigid in their own planes is introduced. The axial displacements over the cross sections are represented in terms of explicitly defined piecewise polynomial warping functions with discontinuous derivatives at the interlaminae, whereas the amplitude of the displacements along the beam axis is established by means of a variational formulation. It is proved that the proposed representation of the axial displacements yields the exact solution of the interior domain problem for a beam subjected to a transverse load varying according to a polynomial law. It is shown that two or three coordinate functions are sufficient to yield continuous distributions of equilibrated stresses except for small neighborhoods of the constrained cross sections, where a higher number of warping functions could be used in order to obtain a better accuracy. The numerical results show excellent agreement with plane stress finite element and plane strain exact solutions.

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Sommario In questo lavoro viene presentato un nuovo modello monodimensionale per l'analisi di travi composite multistrato. Viene introdotta l'ipotesi di indeformabilita delle sezioni nel proprio piano mentre gli spostamenti assiali nella sezione sono rappresentati facendo uso di funzioni ingobbamento definite sull'intera altezza e con derivata discontinua all'in erlamina. Infine, l'ampiezza degli spostamenti lungo l'asse della trave è determinata facendo uso di una formulazione variazionale. Si mostra come la rappresentazione degli spostamenti assiali proposta sia in grado di fornire la soluzione esatta, all'interno del dominio, per una trave soggetta ad un carico trasversale variabile con legge nolinomiale. Due o tre funzioni coordinate sono sufficienti a fornire distribuzioni di sforzi che verificano l'equilibrio anche all'interlamina, a meno di zone rislrette in vicinanza di sezioni vincolate. I risultati numerici mostrano un eccellente accordo con soluzioni agli elementi finiti in stato piano di tensione e con soluzioni esatte in stato piano di deformazione.

     

Bifurcations and complex instability in a 4-dimensional symplectic mapping

Summary We study the main periodic solutions of a 4-dimensional symplectic mapping composed of two coupled 2-dimensional mappings. Their bifurcations were calculated numerically and also theoretically for small values of the coupling parameter . Most bifurcating families of period 2ⁿ (n0) have complex unstable regions that extend from =0 to the maximum allowed value of for each family. These complex unstable regions do not allow the transmisssion of the stability of the corresponding families to families of higher order. We found only one family with a complex unstable region not extending to the maximum , but in this case also the transmission of the stability is stopped at an inverse bifurcation. Thus although there are infinite sequences of bifurcations (of the Feigenbaum type) in the limiting 2-dimensional case =0, all such sequences are interrupted when the system is 4-dimensional (i.e. for 0). The appearance of complex instability for =0 can be predicted by studying the cases =0 and applying the Krein-Moser theorem.

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Sommario Si svolge uuno studio dettagliato delle soluzioni periodiche principali di due mappe simplettiche bidimensionali accoppiate, calcolandone sia analiticamente che numericamente le biforcazioni per piccoli valori del parametro di accoppiamento . Quasi tutte le famiglie di periodo 2ⁿ (n0) prodotte dalle biforcazioni presentano regioni di instabilità complessa che si estendono da =0 fino al massimo valore di considerato. Queste regioni di instabilità complessa impediscono il trasferimento della stabilità di una famiglia a famiglie di ordine più elevato. In un solo caso si osserva una famiglia la cui regione di instabilità complessa non arriva ad estendersi fino al valore massimo di ; in questo caso però il trasferimento della stabilità viene interrotto da una biforcazione inversa. Se ne conclude che, nonostante I'esistenza di una famiglia di infinite biforcazioni di tipo Feigenbaum nel caso limite bidimensionale (=0), tutte le sequenze si interrompono se il sistema è a quattro dimensioni. Il formarsi di regioni di instabilità complessa per 0 può essere previsto studiando il caso =0 ed appplicando il teorema di Krein-Moser.

     

Die theorie der nichtmetrischen Spannungen in Kristallen

Summary Inhomogeneous quasiplastic deformations give rise to internal stresses in a solid body. These non-metric stresses are investigated in the stationary case by means of non-linear continuum theory based on a non-metric, non-Euclidean geometry. The theory is developed for crystals. It is also applicable to polycrystalline and amorphous bodies.The quasiplastically deformed crystal is geometrically described by an elastic metric tensor and by a lattice connexion, which is considered to be non-metric with respect to the elastic metric. The covariant derivative of the elastic metric tensor, based on the lattice connexion, is regarded as source-function of non-metric stresses. Source functions for thermal and magnetostrictive stresses are explicitly established.It is a well known fact that non-metric stresses may be included into the linear continuum theory of dislocations if the concept of quasidislocation-density is used. Generalizing these ideas, it is shown that, within non-linear continuum theory, in addition to quasidislocation-density the concept of quasidisclination-density is absolutely necessary. With the help of these quantities a complete analogy between non-metric stresses and stresses caused by crystal dislocations and crystal disclinations may be established. A unified non-linear theory for quasiplastic deformations, crystal dislocations and crystal disclinations is developed. It turns out that in general non-metric stresses cannot be compensated completely by dislocation movements.Zusammenfassung Im Festkörper führen inhomogene, quasiplastische Deformationen zu inneren Spannungen. Diese nichtmetrischen Spannungen werden für den stationären Fall im Rahmen einer nichtlinearen Kontinuumstheorie untersucht. Der Theorie liegt eine nichtmetrische, nichteuklidische Geometrie zugrunde. Die Theorie wird für Einkristalle entwickelt. Sie gilt aber auch für vielkristalline und für amorphe Körper.Der quasiplastisch verzerrte Kristall wird geometrisch mit Hilfe einer Gitterkonnexion und eines elastischen Metriktensors beschrieben, wobei die Gitterkonnexion nichtmetrisch ist bezüglich der elastischen Metrik. Die kovariante Ableitung des elastischen Metriktensors bezüglich der Gitterkonnexion ist die Quellenfunktion der nichtmetrischen Spannungen. — Die Quellenfunktionen der Temperaturspannungen und der magnetostriktiven Spannungen werden explizit angegeben.Es ist seit langem bekannt, daß die nichtmetrischen Spannungen im Rahmen einer linearen Theorie mit Hilfe des Begriffs Quasiversetzungsdichte in die Kontinuumstheorie der Versetzungen einbezogen werden können. Durch eine Verallgemeinerung dieser Gedankengänge wird gezeigt, daß in der nichtlinearen Kontinuumstheorie außer der Quasiversetzungsdichte auch eine Quasidisklinationsdichte eingeführt werden muß. Mit Hilfe dieser beiden Begriffe erreicht man erne vollkommene Analogie der nichtmetrischen Spannungen zu den von Kristallversetzungen und Kristalldisklinationen verursachten Spannungen. Es wird eine einheitliche, nichtlineare Kontinuumstheorie der quasiplastischen Deformationen, der Kristallversetzungen und der Kristalldisklinationen angegeben. Man kann zeigen, daß nichtmetrische Spannungen i. allg. durch Versetzungsbewegungen nicht vollständig abgebaut werden können. Vorgelegt von J. Meixner Herrn Prof. Dr. A. Seeger danke ich für die verständnisvolle Förderung dieser Arbeit. Herrn Dr. C. Teodosiu möchte ich für zahlreiche nützliche Diskussionen danken.

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Filament stretching equation in Lagrangian coordinates

The general integral of the very simple equation ^21/n/() was found to describe the cross sectional area of filaments of isothermal power law fluids while in transient stretching where is time and is the initial location of fluid molecules at time = 0 given as the distance from a reference point fixed in space. Any such stretching transient given as a solution of the above equation is physically realizable subject to the restrictions > 0 and/ < 0.     

Elastohydrodynamic lubrication in a plane slider bearing

Summary The present work deals with the case of a two-dimensional slider bearing with a rigid pad and an elastic bearing. Fluid viscosity is assumed to be only a pressure function. We determined the bearing deformation, the pressure distribution and the load capacity at different values of the inclination angle of the slider, with a numerical integration of the system consisting of the elasticity and Reynolds equations. The results show that, with an iso-viscous fluid, bearing elasticity causes a load capacity decrease. Instead bearing elasticity together with the variation of fluid viscosity due to pressure causes a load capacity greater than that of the iso-viscous case (=0).

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Sommario Il presente lavoro studia il problema della coppia prismatica lubrificata con pattino rigido di allungamento infinito e cuscinetto deformabile; si suppone che la viscosità del fluido sia funzione della sola pressione. Il sistema di equazioni, costituito dall'equazione di Reynolds e dall'equazione dell'elasticità, è stato risolto numericamente, determinando la deformazione del cuscinetto, andamento della pressione e la capacità di carico per diversi valori dell'inclinazione del pattino. I risultati dimostrano che, con fluido isoviscoso, la deformabilità del cuscinetto determina una riduzione della capacità di carico. Se si considera, invece, effetto combinato dell'elasticità del cuscinetto e della variazione della viscosità del fluido, la capacità di carico risulta maggiore di quella che si ottiene con fluido isoviscoso (=0).

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Nomenclature /L - /L - x/L - x/L - - ¯C CZ/h ₁ - E elasticity modulus - h film thickness - H elastic deformation of the bearing - h ₁ minimum film thickness - h ₂ inlet thickness - inclination of the pad - h Z/h ₁ - HZ/h ₁ - L pad length - viscosity - ₀ viscosity with no over-pressure - p over pressure - p P _ec-P _rc where:ec=elastic caserc=rigid case - P h ₁ ² /6₀VL - h ₂/h ₁=1+L/h ₁ - FV bearing velocity - W load capacity per unit width - Wh ₂ ¹ /6₀ VL ² - Z E h ₃ ¹ /12 ₀ VL ² A first version of this paper was presented at the 7th National AIMETA congress, held at Trieste, October 2–5, 1984. This work was supported by C.N.R.     

Normal and oblique collisions of a vortex ring with a wall

The oblique collision of a vortex ring with a solid wall, atRe=/=1389, has been analysed by the direct simulation of the Navier-Stokes equations in Cartesian coordinates. In accordance with a previous experimental study [1], the secondary vorticity produced at the wall is organized into a loop-like vortex in the region of the ring furthest away from the wall. As the ring approaches the wall, the region closest is subjected to a high rate of stretching which increases the vorticity in the core. The vorticity gradients along the core generate bi-helical vortex lines continually displaced towards the region of the ring furthest away from the wall. The analysis of the vorticity and straining fields revealed that the pressure gradient along the core is responsible for the convective motion that displaces these vortex lines and accumulates secondary vorticity in the region far from the wall. This vorticity rolls up and forms a secondary structure which by self-induction moves away from the wall.The fundamental role of the differential stretching has been demonstrated by comparing the case of oblique collision with that of normal collision and with the collision of a two-dimensional vortex pair with an oblique wall.

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Sommario L'interazione di un vortice ad anello con una parete obliqua, aRe=1389, è stata analizzata mediante la simulazione diretta delle equazioni di Navier-Stokes in coordinate cartesiane. In accordo con un precedente esperimento [1] è stato evidenziato che la vorticità secondaria, prodotta alla parete, si organizza in una strutura vorticosa a loop nella regione dell'anello più lontana dalla parete. Quando il vortice si avvicina alla parete, la parte più vicina è soggetta ad un'elevata deformazione che aumenta il valore della vorticità nel core. La distribuzione non uniforme di vorticità lungo il core del vortice genera delle linee di vorticità elicoidali che vengono transportate verso la regione dell'anello più lontana dalla parete. L'analisi dei campi di vorticità e di deformazione ha rivelato che il gradiente di pressione, dovuto al campo di deformazione non uniforme lungo il core del vortice, è responsabile di un moto convettivo che trasporta le linee di vorticità ed accumula la vorticità secondaria nella regione del vortice più lontana dalla parete, dove la struttura secondaria viene generata.Il ruolo fondamentale della deformazione non uniforme è stato evidenziato mediante il confronto della collisione obliqua coni casi di collisione normale e di collisione di una coppia di vortici bidimensionali con una parete obliqua.

     

Flow in porous media III: Deformable media

Stokes flow in a deformable medium is considered in terms of an isotropic, linearly elastic solid matrix. The analysis is restricted to steady forms of the momentum equations and small deformation of the solid phase. Darcy's law can be used to determine the motion of the fluid phase; however, the determination of the Darcy's law permeability tensor represents part of the closure problem in which the position of the fluid-solid interface must be determined.Roman Letters A interfacial area of the- interface contained within the macroscopic system, m² - A interfacial area of the- interface contained within the averaging volume, m² - A _e area of entrances and exits for the-phase contained within the macroscopic system, m² - A ^* interfacial area of the- interface contained within a unit cell, m² - A _e ^* area of entrances and exits for the-phase contained within a unit cell, m² - E Young's modulus for the-phase, N/m² - e i unit base vectors (i = 1, 2, 3) - g gravity vector, m²/s - H height of elastic, porous bed, m - k unit base vector (=e ₃) - characteristic length scale for the-phase, m - L characteristic length scale for volume-averaged quantities, m - n unit normal vector pointing from the-phase toward the-phase (n = -n ) - p pressure in the-phase, N/m² - P p – g·r, N/m² - r ₀ radius of the averaging volume, m - r position vector, m - t time, s - T total stress tensor in the-phase, N/m² - T ⁰ hydrostatic stress tensor for the-phase, N/m² - u displacement vector for the-phase, m - V averaging volume, m₃ - V volume of the-phase contained within the averaging volume, m³ - v velocity vector for the-phase, m/s Greek Letters V /V, volume fraction of the-phase - mass density of the-phase, kg/m³ - shear coefficient of viscosity for the-phase, Nt/m² - first Lamé coefficient for the-phase, N/m² - second Lamé coefficient for the-phase, N/m² - bulk coefficient of viscosity for the-phase, Nt/m² - T –T ⁰ , a deviatoric stress tensor for the-phase, N/m²     

Thermoelastic stability of multiple growth twins in quartz and general geobarothermometric implications

The thermoelastic analysis of the possible stable stress-free equilibrium states of polycrystals provides a theoretical way of distinguishing true twins from random intergrowths. We analyze in detail a four-fold cyclic twin in quartz, and we show that this gives also the basis for a new technique of geobarothermometry. To obtain the barothermometric function, the simultaneous dependence upon the external pressure and temperature of the lattice-parameter has been estimated; an explicit five-parameter, temperature-corrected version of the Thurston isothermal constitutive equations is presented.

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Riassunto L'analisi degli stati naturali possibili nei policristalli termoelastici fornisce una base teorica per la distinzione tra veri geminati di crescita e formazioni cristalline casuali. Si analizza qui in dettaglio il caso di un geminato ciclico di ordine quattro del quarzo, e si mostra come ciò offra anche un nuovo metodo geobarotermometrico. Per rendere esplicita la funzione barotermometrica si è stimato l'effetto della pressione e della temperatura ambientali sui parametri reticolari. Si presenta una correzione a cinque parametri dipendenti dalla temperatura delle equazioni costitutive ottenute da Thurston nel caso isotermo.