Second order effects in the elastic-plastic torsion problem

Summary Examples are considered which explain the discrepancy between the theoretical predictions and experimental observations of the shape of the elastic-plastic boundary for the torsion of a solid circular cylinder. Effects of local inhomogeneities in yield strength and of small corrugations in the boundary of the circular section are considered. Both effects produce qualitative agreement with experimental observation. The roof-membrane analogy for elastic-plastic torsion is the device used to examine these effects. It is necessary to prove that the analogy is valid for the particular examples where inhomogeneities are considered. Theorems are established relating to this case.

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Sommario Si considerano esempi che spiegano il divario fra previsioni teoriche e osservazioni sperimentali per quanto riguarda la forma del confine elasto-plastico nella torsione di un solido circolare cilindrico. Si prendono in esame effetti di inomogenità locali nel limite di snervamento e nei corrugamenti nel contorno della sezione circolare. Entrambi gli effetti producono un accordo qualitativo con le osservazioni sperimentali. L'analogia della membrana per la torsione elasto-plastica è il mezzo usato per esaminare questi effetti. È necessario provare che l'analogia è valida per esempi particolari dove si considerano le inomogeneità. Vengono stabiliti teoremi relativi a questo caso.

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This investigation was partially supported by the National Research Council of Canada.     

Torsional oscillations in constant — velocity drives incorporating two cardan joints: The present state of knowledge and the design of an experimental research

Summary The paper reports a survey and a comparison between theoretical predictions (as well as few experimental findings already known) on dinamic stability of torsional oscillations in two-Cardan-joint constant-velocity drives.In such a drive self excited oscillations arise due to the periodic velocity ratios through the joints, which may be brought out of phase by the intermediate shaft twist. The survey deals mainly with systems having a single-degree-of-freedom and with analysis made by means of both linear and non-linear oscillations theories; these ones predict the existence of parameters critical ranges, in which instability conditions or at least very high amplitude of oscillations will take place; more, they predict that these ranges will be found not only in the vicinity of resonance between revolving speed and sistem's natural circular frequency but also in the vicinity of unit fraction values of the natural frequency.Then the paper reports the design of a special test apparatus, later built and used as we will see in a forthcoming paper, allowing to experience a broad range of testing conditions (revolving speed, misalignment, damping, all variable or settable at will) and to measure and record the oscillatory relative motion of the drive output shaft.

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Sommario Il lavoro riferisce circa la rielaborazione e il confronto fra previsioni teoriche (nonchè alcuni risultati sperimentali già pubblicati) sulla stabilità dinamica delle oscillazioni torsionali in trasmissioni omocientiche a doppio giunto di Cardano. In tali trasmissioni, oscillazioni autoeccitate sono provocate dalla periodicità dei rapporti di trasmissione attraverso i giunti, che possono trovarsi sfasati a causa della torsione dell'albero intermedio.L'indagine riguarda sistemi a un grado di libertà analizzati sia con la teoria delle oscillazioni lineari che con quella delle non lineari; esse prevedono l'esistenza di campi critici dei parametri — nei quali si ha instabilità o almeno ampiezza di oscillazione molto grande — non solo vicino alla velocità di rotazione corrispondente alla pulsazione naturale del sistema, ma anche vicino a valori frazionari di quella.Il lavoro riferisce quindi circa la progettazione di una apposita apparecchiatura di prova, poi effettivamente costruita e utilizzata, tale da consentire di sperimentare una vasta gamma di condizioni di prova, rilevando e registrando il moto, oscillatorio, di rotazione relativa dell'albero d'uscita.

     

Physical and Numerical Experiments on an Under-Expanded Jet

The axial characteristics of axisymmetric under-expanded sonic jets are dealt with, both experimentally and numerically. Experiments were carried out in a test rig where a sonic nozzle discharged into an ambient which could be kept at different pressures. The density measurements were taken by means of a differential interferometer. The numerical simulation was obtained by adapting a code by Bird (1994) which is based on the MonteCarlo method. The comparison between experimental data and numerical results was carried out by considering the density distribution along the axis of the jet. The direct simulation was then applied to explore the jet characteristics in a rather wide range of the dimensionless products upon which the phenomenology depends. New expressions are presented for the density distribution along the jet axis and for the location of the Mach disk. Sommario. Si trattano sia sperimentalmente che numericamente le caratteristiche assiali di getti assialsimmetrici sonici sottoespansi. Gli esperimenti sono stati eseguiti con ugelli sonici in ambienti a pressione variabile. La densità è stata misurata mediante un interferometro differenziale e le simulazioni sono state condotte mediante un codice basato sul metodo MonteCarlo. Il confronto tra dati sperimentali e numerici è basato sulla distribuzione di densità lungo l'asse del getto. La simulazione diretta è stata poi applicata allo studio del getto in un ampio campo di valori dei numeri caratteristici. Si discutono la distribuzione della densità lungo l'asse e la posizione del disco di Mach, ottenute sia dai dati sperimentali che dai risultati numerici e si propongono per esse nuove espressioni.     

Experimental behaviour of the free surface in a uniform laminar stream

Summary It has been experimentally shown that in a uniform laminar free surface flow, the boundary conditions at the free surface cannot be represented by a simple non-shear condition.This statement is in particular supported by some experiments performed by the author on a high viscosity oil flow in a rectangular pipe. A surface shear viscosity may be introduced in order to characterize the behaviour of the free surface (Boussinesq).The velocity profile was measured along the axis of simmetry of the cross section. The results were in agreement with these of some numerical computations based on the above model. Similar agreement was not achieved on comparing the experimental and theoretical values obtained for the shape factor, a global parameter depending on the shape of the cross section.Such a disagreement cannot be due to experimental error and suggests that the above model is unable.

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Sommario E' fatto sperimentalmente accertato che in un moto laminare uniforme le condizioni al contorno sulla superficie libera non possono essere rappresentate dalla semplice assenza di tensioni tangenziali superficiali. Una chiara conferma viene dalla attuale serie di misure eseguite su una condotta rettangolare percorsa da olio.Per caratterizzare il comportamento della superficie libera si introduce un coefficiente di viscosità tangenziale superficiale, nell'ipotesi di comportamento newtoniano della superficie stessa (Boussinesq).I confronti fra i nostri risultati sperimentali ed i risultati numerici derivanti da tale ipotesi mostrano una possibile concordanza nella distribuzione di velocità sull'asse di simmetria della condotta ma mettono in evidenza andamenti decisamente discordanti per quanto riguarda il comportamento di un coefficiente globale, variabile con la forma della sezione.Tale discordanza non è attribuibile ad errori di misura ed indica l'inadeguatezza di un modello basato sull'ipotesi di comportamento newtoniano della superficie libera.

     

A numerical method for studying the interaction between a partially submerged body and the surrounding fluid

Summary A numerical method has been developed to compute the solution of a mathematical model of the problem known in Naval Hydrodynamics as seakeeping. The solution is written as a potential of a single layer. Unsteady boundary conditions are used both on the free boundary and on the body. The latter take into account the reciprocal interaction between the body and the fluid.The numerical solution of the fluid flow has been obtained by means of the boundary element method, and a suitable difference method has been used to compute the time evolution. A few relevant prototype problems have been solved and compared with experimental data. The method can be directly extended to the nonlinear case, and can be effectively implemented on a parallel computer.

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Sommario Viene presentato un metodo numerico per la soluzione di un modello matematico del problema noto in Idrodinamica Navale con il nome di seakeeping. Si cerca la soluzione sotto forma di potenziale di strato semplice utilizzando condizioni al contorno non stazionarie sia sulla superficie libera che sul corpo; quest'ultima condizione tiene conto dell'interazione reciproca tra il corpo ed il fluido.Il metodo é basato su un'opportuna formulazione integrale delle equazioni nel campo fluidodinamico e su una discretizzazione alle differenze finite per quanto riguarda l'evoluzione temporale. Sono stati risolti alcuni problemi significativi ed i risultati ottenuti sono confrontati con i dati sperimentali disponibili in letteratura. Il metodo proposto é direttamente estendibile al caso non lineare e puó essere efficientemente implementato su un calcolatore parallelo.

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Presented at the II Convegno Italiano di Meccanica Computazionale, Roma, June 2–5, 1987.     

Pressure pulses in fluid filled distensible tubes

Summary By comparing experimental records with model solutions we are led to propose a dispersion relation governing the propagation of pressure pulses in fluid filled distensible tubes. This relation contains a single undetermined parameter having the dimension of time. We show how this parameter may be interpreted and obtain an estimate of its value. Some comments concerning the speed of propagation of pressure waves in the haemodynamics contest are made.

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Sommario Si considera la propagazione di onde di pressione in tubi distensibili riempiti di fluido. Dal confronto delle registrazioni sperimentali con le soluzioni teoriche si propone una semplice relazione di dispersione che contiene un singolo parametro indeterminato avente le dimensioni di un tempo. Si mostra come interpretare tale parametro e come stimare il suo valore. Si conclude con alcune considerazioni sulla velocità di propagazione delle onde di pressione nell'ambito emodinamico.

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This work has been realized within a bilateral project supported by the Italian Research Council (CNR) and the Natural Scinces and Engineering Research Council of Canada (NSERC).     

Scattering kernels for the boundary conditions of the boltzmann equation on the moving boundary of two-phase systems

Summary This paper deals with the problem of the boundary conditions for the Boltzmann equation on the moving boundary between a liquid and a vapour phase with condensation and vaporization in non-equilibrium conditions. A physical theory is proposed on the basis of the mathematical theory of the scattering kernels, of the kinetic theory and of the statistical theory of phase-transition. The mathematical result of this theory consists in a set of equations correlating, by means of integral operators, the distribution function of the molecules leaving the liquid surface to the one of the molecules arriving on the surface of the liquid phase.

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Sommario Il presente lavoro studia il problema della condizione al contorno per l'equazione di Boltzmann sulla frontiera mobile fra la fase liquida e quella di vapore di un sistema bifasico in condizioni di disequilibrio termodinamico. Si propone, sulla base dei metodi matematici della teoria cinetica e della teoria degli «scattering kernels» e sulla base dei risultati precedenti di una teoria statistica di transizione di fase, una teoria fisico-matematica per lo studio del problema. In termini matematici si ottiene un operatore che correla la funzione di distribuzione delle molecole che lasciano la superficie liquida alla funzione di distribuzione delle molecole che arrivano sulla superficie. Tale operatore rappresenta la formulazione della condizione al contorno.

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This work has been realized within the activities of the Italian Council for the Research, Gruppo Nazionale per la Fisica Matematica, and presented at the Euromech Colloquium 86 on the «Boltzmann Equation».     

Theoretical and experimental determination of the aerodynamic characteristics of a helicopter rotor

Summary A fairly simple theory which can determine the aerodynamic characteristics of a freely hinged rotor in any condition of forward flight is discussed in the present work.Theoretical results are compared with NASA experimental data and with data from tests on a helicopter model in the wind tunnel of Istituto di Meccanica Applicata alle Macchine, Aerodinamica e Gasdinamica (Politecnico of Torino).The agreement between theoretical and experimental results is well suited for practical purpose.

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Sommario Nella nota viene presentata una teoria relativamente semplice per la determinazione delle caratteristiche aerodinamiche di un rotore di elicottero completamente incernierato o basculante nelle condizioni di volo in avanti a regime. I risultati numerici vengono confrontati con dati sperimentali ottenuti dalla NASA e con misure sperimentali effettuate su di un modello di elicottero nella galleria del vento dell'Istituto di Meccanica Applicata alle Macchine, Aerodinamica e Gasdinamica (Politecnico di Torino).L'accordo tra i risultati teorici e i risultati sperimentali è giudicato valido nelle applicazioni pratiche.

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Research supported by the National Research Council (C.N.R.) of Italy.     

A physical-mathematical model describing the interface and transport kinetic properties fo a liquid-vapour system in non-equilibrium conditions

Summary This paper deals with a physical model, based on the analysis of the physical properties of liquid surfaces and on the kinetic theory of gases and liquids, which gives a detailed picture, on a molecular scale, of the phase-transition and transport phenomena at the interface between liquid and vapour. Some numerical calculations relating to water-vapour systems and comparisons with experimental results have been performed.

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Sommario Nel presente lavoro è proposto un modello fisico, basato sulla teoria cinetica dei liquidi e dei gas e su alcune proprietà delle superfici liquide, il quale descrive, a scala molecolare, i fenomeni di trasporto di massa ed energia, con cambiamento di fase, all'interfaccia fra una superficie liquida in presenza di gasvapore. Sono stati effettuati calcoli numerici e confronti con risultati sperimentali.

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Work performed under the auspices of the National Research Council (C.N.R. Gruppo nazionale per la Fisica Matematica) and presented at the 57 Euromech Colloquim on Rarefied Gas Dynamics (Glasgow 19-3-75).     

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.

     

Interaction of an obliquely rising vortex ring with a free surface in a viscous fluid

A vortex ring, which approaches a free surface under various initial conditions and different values of flow parameters, is investigated by means of numerical solutions of the Navier-Stokes equations. The study focuses on the connection process of the vortex ring with the free surface at low Reynolds number. Discrepancies between a numerical solution and experimental observations found recently with regard to the shape of the reconnected vorticity tubes have been resolved. The crucial parameter, which determines the essential differences at the low Reynolds number selected, is the angle of inclination at which the vortex ring rises toward the free surface. At an angle of inclination of 20° circular vorticity tubes at the free surface evolve, while at an angle of 45° the reconnection takes place in the form of an almost circular sheet. At higher Reynolds number this form of reconnection may change to the other form through instability. The possibility of vortex-ring reflection at the free surface is discussed.

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Sommario Usando soluzioni numeriche delle equazioni di Navier-Stokes, viene analizzato il comportamento di un vortice and anello che si avvicina ad una superficie libera, per diverse condizioni iniziali e valori dei parametri del flusso. Lo studio è incentrato sul processo di connessione del vortice adnanello con la superficie libera per bassi numeri di Reynolds. con riguardo alla forma dei tubi di vorticità riconnessi con la superficie, tutte le differenze tra osservazioni sperimentali e simulazioni numeriche sono state risolte. Per bassi numeri di Reynolds, il parametro cruciale dell' interazione è l'angolo di inclinazione tra vortice e superficie. Per un angolo di 20° si formano tubi circolari di vorticità alla superficie, mentre a 45° la riconnessione ha luogo in forma di strato sottile di vorticità. Per altri numeri di Reynolds la forma della riconnessione può cambiare in altre forme a causa dell'instabilità. Infine viene discussa la possibilità di riflessione del vortice ad anello alla superficie.

     

A numerical solution of the nonlinear wave resistance problem for simple shaped submerged bodies

Summary This paper presents a numerical method to compute the nonlinear wave resistance of a body, submerged in a free stream of infinite depth. The solution is given in the form of a potential of single layer and the nonlinear boundary conditions on the free surface are fulfilled by means of an iterative procedure. Results are shown for the 2-D case of an elliptical cylinder and for the 3-D case of prolate spheroids. All the presented results are discussed taking into account some experimental data and analytical solutions available in literature.

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Sommario In questo lavoro viene sviluppato un metodo per il calcolo della resistenza ondosa di corpi immersi bidimensionali e tridimensionali, tenendo conto della non linearità delle condizioni sulla superficie libera. La soluzione cercata è posta nella forma di potenziale di strato semplice e la non linearità presente nelle condizioni al contorno viene trattata con un procedimento iterativo. Vengono presentati dei risultati numerici relativi al caso bidimensionale di un cilindro ellittico ed al caso tridimensionale di sferoidi prolati di diversa eccentricità. I risultati vengono discussi in relazione a soluzioni analitiche e dati sperimentali ottenuti dalla letteratura.

     

The stability boundary of systems with one degree of freedom (Part II)

Summary This paper is designed as a supplement to Part I with a view to adding to the practical value of the theory presented there. Singular critical points which may arise under certain circumstances, and the effect of their presence on the shape of the stability boundary are investigated. It is shown that such points, if they exist, will generally lie on planes in the loading space, and that a simple linear eigenvalue approach will readily yield their location. An example is solved for illustration, and the results of an experiment are reported.

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Sommario Questa nota rappresenta un'integrazione ad una precedente (Parte I) e si propone di accrescere il valore applicativo della teoria ivi sviluppata. Si studiano punti critici singolari che possono presentarsi in certe circostanze, e le conseguenze della loro presenza sulla forma del dominio di stabilità. Si dimostra che se tali punti esistono, appartengono in generale a piani nello spazio dei carichi e che la loro ubicazione può essere facilmente determinata con un semplice procedimento fondato sulla considerazione degli autovalori. La risoluzione di un esempio e risultati sperimentali illustrano le conclusioni raggiunte in sede teorica.

     

Bias in modal parameters due to aliasing in the time domain

This paper deals with some aliasing effects in the time domain that can lead to unacceptable misestimations of modal parameters. When a frequency response function of a vibrating system is sampled and inverse Fourier transformed, the resulting impulse response is given by an infinite geometric series, the single term of which is the impulse response itself shifted in time. For this reason, some modal parameters, if estimated in the time domain, are biased; in particular, while the damping factor and the natural frequency are not influenced by the aliasing phenomenon, the magnitude and phase of the residue can be highly biased. Corrective terms are theoretically evaluated and their efficiency is shown in numerical simulations.

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Sommario In questo articolo e' presentato un metodo per correggere gli errori che si compiono nella stima di alcuni parametri modali, quando essi vengono ricavati nel dominio del tempo. Infatti se la funzione di risposta in frequenza e' ottenuta con eccitazioni particolari—quali ad esempio lo pseudo-random, lo stepped-sine a passo costante o lo sweep in frequenza-la risposta impulsiva, ottenuta per mezzo dell'antitrasformata discreta di Fourier, risulta periodica, con periodo pari all'inverso della spaziatura tra le righe spettrali. Cio' comporta un errore nella stima dell'ampiezza e della fase del residuo, mentre nessuna conseguenza si ha sulla frequenza naturale e sul fattore di smorzamento. L'errore sulle stime risulta tanto piu' grande, quanto meno smorzata e' la risposta impulsiva all'interno dell'intervallo di osservazione.Partendo dall'inviluppo e dalla fase istantanea dei segnali complessi, ottenibili per mezzo della trasformata di Hilbert, si sono ricavati i termini correttivi sia per il modulo, che per la fase del residuo. La validita' delle correzioni e' mostrata con esempi numerici.

     

On the statical unilateral contact problem with friction of rectangular plates resting on an elastic half-space

Summary In this paper the statical equilibrium problem of a rectangular plate unilaterally constrained against an elastic half-space is analyzed. The frictional contact hypothesis at the interface between plate and foundation is made. The assumed friction law represents a suitable regularization of Coulomb's classical law, which is particularly helpful in view of the theoretical and numerical developments.The problem is formulated and discussed from a theoretical point of view. Some numerical results are also given showing the influence on the solution of the frictional contact hypothesis.

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Sommario In questo lavoro si analizza il problema di equilibrio statico di una piastra rettangolare vincolata unilateralmente su un semispazio elastico. Viene fatta l'ipotesi di contatto con attrito all'interfaccia fra piastra e fondazione. La legge di attrito che si assume rappresenta una opportuna regolarizzazione della classica legge di Coulomb, la quale è particolarmente utile per gli sviluppi sia teorici che numerici. Il problema viene formulato e discusso da un punto di vista teorico; vengono inoltre forniti alcuni risultati numerici che mostrano l'influenza sulla soluzione dell'ipotesi di contatto con attrito.

     

On velocity and temperature distribution in turbulent flow between parallel plates

Summary By means of mixing-length and turbulent Prandtl number hypothesis we solved the problem of parallel turbulent flow at constant density, both from the dynamic and thermal point of view; we then analyzed the fit with experimental data of various mixing-length formulas, and also the dependence of temperature profiles on the value of the turbulent Prandtl number.This critical analysis allowed the choice of the most suitable mixing-length formula and the value for the turbulent Prandtl number. On the basis of these results we extended the study discarding the condition of constant density; in particular we considered the case of liquids whose density was taken dependent on temperature changes across the walls, but independent of the pressure changes in flow direction.The study belongs to the case of fully developed temperature and velocity profiles.

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Sommario Mediante l'introduzione del numero di Prandtl turbolento e della lunghezza di miscelamento nelle equazioni di Reynolds, viene risolto il problema della distribuzione di velocità e temperatura in un fluido a densità costante, in moto turbolento tra due piani paralleli. Le distribuzioni di velocità, ottenute con diverse espressioni della lunghezza di miscelamento, vengono poi confrontate con i dati sperimentali, allo scopo di scegliere la più opportuna di queste lunghezze; infine viene esaminata l'influenza del numero di Prandtl turbolento sulla distribuzione di temperatura.In accordo con le suddette scelte, lo studio è successivamente esteso al caso di densità dipendente dalla sola temperatura, ritenendo trascurabili le variazioni di densità per effetto del gradiente di pressione. In altri termini si limita lo studio ai liquidi.Tutti i risultati ottenuti si riferiscono a moti stabilizzati in velocità e temperatura.

     

Experimental study of the behaviour of externally pressurized journal bearings

Summary Over the past few years many mathematical models have been proposed for the analysis of externally pressurized bearings. But the gaps between experimental observations and the results of model analysis are still wide. These gaps are due to the simplifying hypothesis, that underlie the methods.A mathematical model for designing bearings that takes account of the effects of journal rotation has recently been devised at the Institute of Applied Mechanics of Genoa University. A test stand has also been designed and built, fitted with up-to-date instruments for the experimental analysis of bearings for several journal rotation speeds or for different load conditions.This paper presents a summary of the big program of experimental tests conducted with Italian CNR support and compares these experimental results with the theoretical results obtained by recasting the mathematical model to allow for the principal effects evidenced by the tests.

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Sommario Negli ultimi anni sono stati proposti molti modelli matematici atti all'analisi dei cuscinetti pressurizzati dall'esterno. Tuttavia nella letteratura si notano ancora notevoli discordanze fra le osservazioni sperimentali ed i risultati dell'analisi su modello. Tali differenze sono imputabili alle ipotesi semplificative adottate nell'impostazione dei metodi proposti.Presso l'Istituto di Meccanica Applicata di Genova è stato elaborato, negli anni scorsi, un modello matematico per la progettazione dei cuscinetti che tiene conto anche degli effetti dovuti alla rotazione del perno. E stato inoltre progettato e costruito un hanco di prova, dotato di moderne strumentazioni atte all'analisi sperimentale dei cuscinetti per varie velocità di rotazione del perno o per diverse condizioni di carcio.Il presente articolo presenta la sintesi del vasto programma di prove sperimentali condotte con il finanziamento del C.N.R. e confronta tali risultati sperimentali con quelli teorici ottenuti rielaborando il modello matematico per tener conto dei principali effetti messi in evidenza dalle prove.

     

On the pysical mathematical theory of the trapping probability as a function of the energy and angle of incidence

Summary In the present paper the phenomenon of the dynamics of adsoprtion-desorption, when a monocromatic gas hits a solid wall, has been taken into account. Starting from a model of the kinetic theory recently proposed, the trapping probability of the molecules of the incident beam on the surface itself has been determined. This probability is a function of the energy and of the angle of incidence, and depends also on some phenomenological parameters which take into account the physical-chemical conditions of the gas-surface pair. In this sense a qualitative analysis has been carried on, showing also that the phenomenological parameters can be related to mechanical quantities which can be directly measured. Finally the results of the proposed theory have been successfully compared with very accurate experimental results recently found.

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Sommario Nel presente lavoro è stato preso in considerazione il fenomeno di assorbimento-desorbimento cinetico quando un gas monocromatico urta una parete solida. Partendo da un modello della teoria cinetica dei gas recentemente proposto è stata determinata la probabilità di intrappolamento di particelle del fascio incidente sulla superficie stessa. Tale probabilità risulta essere funzione dell'energia e dell'angolo di incidenza e di alcuni parametri fenomenologici che tengono conto delle condizioni fisico-chimiche dell'accoppiamento gas-superficie. In tal senso è stata condotta un'analisi qualitativa di tale funzione, mostrando altresi come i parametri fenomenologici possano essere correlati a grandezze meccaniche direttamente misurabili. Infine i risultati della presente teoria sono stati confrontati con successo con alcuni recenti accurati risultati sperimentali.

     

A Method for Determining Model‐Structure Errors and for Locating Damage in Vibrating Systems

A method is proposed for the determination of natural frequencies and mode shapes of a system which is constrained so that unknown stiffnesses are replaced by rigid connections. The constraint is not imposed physically but only in mathematics so that the behaviour of the constrained system is inferred from the unconstrained measurements. Since stiffnesses which are made rigid cannot experience any elastic strain they can have no effect on the inferred measurements. A procedure for comparing the inferred measurements with similarly constrained finite element predictions can be used to determine modelstructure errors. Damage, such as a crack in a beam, can be located by comparing the inferred measurements from the structure in its undamaged and current states. It is demonstrated how unmeasured rotations may be constrained by using rigidbody modes and a reduction/expansion transformation from a finite element model.Sommario. Viene proposto un metodo per la determinazione delle frequenze proprie e dei modi di vibrazione di un sistema vincolato in modo tale che alcuni elementi elastici siano sostituiti da collegamenti rigidi. Il vincolo non viene imposto fisicamente, ma solo matematicamente, e pertanto il comportamento del sistema vincolato viene dedotto dalle misure sul sistema non vincolato. Poiché gli elementi che sono resi rigidi non possono subire alcuna deformazione elastica, essi non hanno certamente alcun effetto sulle misure dedotte per il sistema vincolato. Una procedura che mette a confronto le misure dedotte per il sistema vincolato con le previsioni fornite da un modello ad elementi finiti con analoghi vincoli, può essere utilizzata per determinare errori nella struttura del modello. Danni del tipo di una cricca su una trave possono essere localizzati confrontando le misure dedotte – per sistemi analogamente vincolati – da quelle effettuate sulla struttura non danneggiata e sulla struttura danneggiata. Si dimostra come si possono imporre vincoli sulle rotazioni (non misurate) utilizzando i modi di corpo rigido dell'elemento e una tecnica di riduzione/espansione dei gradi di libertà di un modello ad elementi finiti.     

Photoelastic stress analysis of a nuclear reactor pressure vessel

Summary The state of stress from internal pressure in a nuclear reactor pressure vessel was examined using photoelastic models.The results were compared with those obtained from Eringen theoretical analysis.The Poisson ratio effect was investigated with reference to a cylinder-sphere junction.The results were also compared with photoelastic results for similar dimensions and with the values of a numerical analysis with finite element method of other authors.

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Sommario La ricerca ha come oggetto l'analisi fotoelastica dello stato di tensione in campo elastico, dovuto a pressione interna e a serraggio iniziale, nel contenitore e nella testata di un reattore nucleare.I risultati ottenuti sono stati valutati sulla base degli errori di misura e sulla base di un confronto con quelli ottenuti sperimentalmente da altri autori per geometrie non troppo diverse da quella relativa al caso studiato e con metodi numerici per la stessa geometria.Si è cercato di estendere i risultati, confrontandoli con quelli ottenuti con l'applicazione della teoria di Eringen in modo da dare loro una validità più generale.