On the elastic stability of beams under unilateral constraints

Summary We analyze the problem of the axially loaded elastic beam on a one-sided elastic foundation. The existence of the critical load is proved and its expression is given.

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Sommario Per il problema della trave elastica su fondazione elastica unilaterale assialmente caricata si prova l'esistenza del carico critico e se ne dà l'espressione.

     

Unilateral contact between a plate and an elastic foundation

Summary The unilateral frictionless contact between a plate and an elastic subgrade is examined. The foundation is modeled as an elastic half-space or as a Winkler subgrade. The variational formulations more convenient to get approximate solutions are presented. Furthermore the results of a numerical investigation relative to an axisymmetric circular plate are given.

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Sommario Si analizza il problema di contatto unilaterale senza attrito tra una piastra e una fondazione elastica. Per la fondazione si esaminano i modelli di semispazio elastico e di suolo alla Winkler.Vengono presentate le formulazioni variazionali più convenienti ai fini dell'approssimazione delle soluzioni col metodo degli elementi finiti e si illustrano alcuni risultati di un'indagine numerica per il caso di piastra circolare con carico assialsimmetrico.

     

Elastic stability of a uniform cantilevered beam on elastic foundation with a shear layer subjected to a follower force

Summary The problem of the elastic stability of a uniform contilevered beam on an elastic elements connected by shear layers and subjected to a follower force, is there reopened.The critical loads for several values of the tangency coefficient and modulus of the foundation are shown.

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Sommario Viene riproposto il problema della stabilità elastica di una trave uniforme a sbalzo su una fondazione generalizzata, sottoposta ad una forza di tipo follower.Si indicano i valori dei carichi critici per differenti valori del coefficiente di tangenza e delle costanti della fondazione.

     

The dynamical problem of an elastic plate resting on a two-parameter foundation which does not react in tension

Summary This paper analyzes the dynamic problem of an elastic plate which is unilaterally constrained by a two-parameter foundation of Pasternak of Hetényi type. It is assumed that no friction exists at the area of contact. A regularizing technique has been used both in formulating the problem and in the subsequent discussion. Some results of existence and uniqueness of the solution are given. In the application example described, a finite element approach is used to numerically analyze an axisymmetric circular plate. From the numerical results obtained, it can be observed how the solution is influenced by the principal parameters involved.

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Sommario Il lavoro esamina il problema dinamico di una piastra elastica vincolata unilatepalmente su una fondazione a due parametri del tipo Hetényi o Pasternak. Il contatto è supposto privo di attrito. Il problema viene formulato e discusso mediante una tecnica di regolarizzazione: se ne forniscono alcuni risultati relativí all'esistenza ed unicità della soluzione. In particolare si analizza dal punto di vista numerico mediante discretizzazione agli elementi finiti il caso di una piastra circolare assialsimmetrica. I risultati numerici mostrano l'influenza sulla soluzione dei principali parametri da cui essa dipende.

     

The exact deflection of an elastic beam over a soft obstacle

Summary We consider the problem of an elastic beam which is in unilateral contact with a soft obstacle. More precisely, we calculate the bending moments in the beam and the positions of the points where the beam leaves the obstacle.

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Sommario Si considera il problema di una trave elastica a contatto unilaterale con un ostacolo soffice. Più precisamente, si calcolano i momenti flettenti nella trave e le posizioni dei punti dove la trave abbandona l'ostacolo.

     

Unbonded contact of a Mindlin plate on an elastic half-space

Summary In this paper a penalty formulation of the frictionless unilateral contact problem between an elastic rectangular plate and an elastic half-space is presented. In order to take into account the effects of the shear stress, the Mindlin plate model is analyzed. Some numerical results, obtained via finite elements, are given.

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Sommario In questo lavoro viene presentata una formulazione penalty del problema di contatto unilaterale senza attrito tra una piastra rettangolare elastica ed un semispazio elastico. Per la piastra si utilizza il modello di Mindlin, che consente di tener conto dell'effetto delle tensioni da taglio. Si forniscono alcuni risultati numerici ottenuti mediante discretizzazione agli elementi finiti.

     

First results of simplified analysis of second order effects in a cylindrical shell subjected to wind loading

Summary This work investigates the stability of an upright cylindrical shell, simply supported at the bottom and free at the top when it is exposed to a horizontal wind which creates a non-uniform pressure on the outside of the shell. The special case of the wind pressure p=p₀ cos 0 and the cylinder with elastic foundation are investigated, too. First results show that the analysis provides the linear part of the deflection fairly accurately, but significant non-linear effects do not appear, on account of the employed approximations, unless the wind velocity is excessively high.

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Sommario Si studia la stabilità di una voltina cilindrica retta, semplicemente appoggiata alla base e libera in sommità, quando è esposta all'azione del vento che, spirando orizzontalmente, crea una pressione non uniforme sul bordo esterno della voltina. E' esaminato pure il caso particolare che la pressione del vento sia rappresentabile da una distribuzione p=p₀ cos 0 e quello della voltina cilindrica su fondazione elastica. I primi risultati mostrano che l'analisi fatta fornisce, abbastanza accuratamente, la parte lineare della deformazione, epperò, a causa delle ipotesi introdotte, non appaiono effetti non lineari a meno che la velocità del vento non risulti eccessivamente alta.

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This work was done in the Department of Theoretical and Applied Mechanics, University of Illinois, Urbana, U.S.A.     

The constrained elastic beam

Summary The theory of variational inequalities is applied to the problem of equilibrium of a constrained elastic beam. Existence, unicity and regularity of solutions are discussed.

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Sommario La teoria delle disequazioni variazionali è applicata al problema dell'equilibrio della trave elastica soggetta a vincoli. Si trattano le questioni di esistenza, unicità e regolarità della soluzione.

     

Asymptotic theories of elastic beams and rods

Summary Through the asymptotic approach to elastic theory of beam-like structural elements, various categories of problems are distinguished with different first approximation formulations, showing different degrees of non-linearity.

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Sommario Per la teoria elastica di elementi strutturali tipo trave, il metodo asintotico porta a individuare varie categorie di problemi, retti da diverse formulazioni con diversi gradi di non-linearità, qui considerate in forma di prima approssimazione. Il metodo, oltre a fornire giustificazione di formulazioni classiche, offre la possibilità di approfondimenti sistematici.

     

Buckling of an elastic plate subjected to unilateral constraints

Summary In this paper we show how it is possible to extend the well-known variational properties of the critical loads for elastic structures to the case of unilateral constraints. In particular we examine the buckling of an elastic plate unitalerally constrained between two elastic half-spaces and loaded by axial forces. For this problem we discuss the existence of the lowest positive and greatest negative critical load multiplier and provide a characterization of these multipliers by means of the minimal properties of a suitable functional.

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Sommario In questo lavoro viene mostrato come sia possibile estendere le ben note proprietà variazionali dei carichi critici di una struttura elastica dal caso dei vincoli bilaterali a quello dei vincoli unilaterali. In particolare viene esaminato il problema di svergolamento di una piastra rettangolare elastica, sollecitata da forze assiali agenti nelle due direzioni e vincolata unilateralmente tra due semispazi elastici. Per tale problema si discute l'esistenza del più piccolo moltiplicatore positivo dei carichi e del più grande negativo per cui si ha instabilità. Inoltre viene fornita una caratterizzazione variazionale di tali moltiplicatori mediante le proprietà di minimo di un opportuno funzionale.

     

Natural frequencies of a non homogeneous isotropic elastic infinite plate of variable thickness resting on elastic foundation

Summary The dynamic free response of a nonhomogeneous isotropic elastic infinite plate of parabolically varying thickness resting on an elastic foundation has been studied. The frequencies, deflections and moments corresponding to the first five modes of vibration have been computed for the two combinations of boundary conditions, clamped-clamped (C-C) and clamped-simply supported (C-SS) and various values of taper constant, nonhomogeneity parameter and foundation modulus by applying the method of Frobenius for the solution of the governing differential equation of motion.

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Sommario Si sono studiate le oscillazioni libere di una piastra elastica infinita, non omogenea, isotropa, di spessore parabolicamente variabile, poggiata su un suolo elastico. Applicando il metodo di Frobenius per la soluzione della equazione differenziale del moto si sono calcolate le frequenze, le deformate ed i momenti corrispondenti ai primi cinque modi di vibrazione per due combinazioni di condizioni al contorno, incastro-incastro ed incastro-appoggio e diversi valori della rastremazione, del parametro di non omogeneità e del modulo del suolo.

     

Strong ellipticity conditions for the differential operator of the finite isotropic elasticity

Summary TheStrong-Ellipticity conditions of the operator expressing the problem of a state of finite elastic deformation superimposed on a distorted configuration are examined. Sufficient criteria ofLocal Strong-Ellipticity, depending only on the so called Elastic Moduli of the material and on the principal components of stretch in the initial distorted configuration are supplied.

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Sommario Vengono esaminate le condizioni diEllitticità Forte dell'operatore traducente il problema di uno stato di deformazione elastica sovrapposto a una configurazione deformata. In particolare sono dati criteri sufficienti diEllitticità Forte Locale, dipendenti solo dai cosiddetti moduli elastici del materiale e le componenti principali di dilatazione pura nella configurazione iniziale deformata.

     

Coupling of elastic and plastic deformations of bulk solids

Summary In such solids like rocks, soils, ceramics, grain en masse the plastic deformation strongly aects the current unloading modulus. The consequences of this effect referred to as the elastoplastic coupling both to the elastic and the plastic part of the constitutive law are examined. Particularly, it appears that such phenomenon induces a specific kind of the non-normality in the plastic flow law. The departure from the normality is studied in connection with the form of the elastic modulus variation basing on the notion of a coupling potential.

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Sommario Il modulo di scarico elastico di solidi come le rocce, i suoli, i materiali ceramici e granulari dipende dalla entità delle deformazioni plastiche. Le conseguenze di questo fenomeno, chiamato nel seguito accoppiamento elastoplastico, vengono esaminate sia in relazione alla parte elastica che alla parte plastica della legge costitutiva. In particolare si dimostra che l'accoppiamento elastoplastico determina la non-normalità della legge di scorrimento plastico. La deviazione della normalità legata alla variazione del modulo elastico è studiata per mezzo di un potenziale di accoppiamento derivato da quello elastico.

     

Anelastic deformation as an internal parameter

Summary We consider continua for which a local configuration exists, whence the instantaneous elastic strain must be measured. Relations involving stress, strain and strain rate are indicated, which are compatible with objectivity and with the Clausius-Duhem inequality. Definitions and a theorem of Coleman and Gurtin regarding continua with internal parameters are adapted to advantage.

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Sommario Si studiano continui per i quali esiste una configurazione locale (variabile nel tempo) e a partire dalla quale va misurata istante per istante la deformazione elastica. Si specificano le relazioni permesse dalla disguaglianza di Clausius Duhem e dal principio di obbiettività e si adattano al caso alcune definizioni ed un teorema di Coleman e Gurtin sui continui con parametri interni.

     

A generalization of wieghardt soil for two - dimensional foundation structures

Summary On the basis of a mechanical interpretation (see Reference[1]) the problem of generalization of Wieghardt soils for two-dimensional foundation structures is tackled. The results of experiments agree well with the schematization arrived at. The problem of the rigid circular plate on the thus schematized elastic soil is solved.

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Sommario Premesse alcune considerazioni di carattere generale sulla schematizzazione proposta dal Wieghardt per la legge carichi-spostamenti di un letto elastico di fondazione di un solido monodimensionale si affronta, al lume di un'interpretazione meccanica proposta dall'A. in un articolo precedente[1], il problema della generalizzazione di tale legge per i problemi di fondazione bidimensionali. Si perviene così in forma semplice alla formulazione della legge carichi-spostamenti per un generico piano di fondazione e si dimostra l'ottima rispondenza di tale schematizzazione con i risultati dedotti da prove sperimentali reali. Viene risolto in via completa il problema della piastra circolare rigida sul suolo elastico così schematizzato.

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First published in Italian in La ricerca scientifica, 35 (II-A), 1290–1304, Roma, 1965.     

Elastic-plastic behaviour with work-hardening: An appropriate model for structural software

Summary A method is proposed for the stress analysis of structures subject to elastic and plastic deformations. The method can be adapted to exploit existing computing programs for elastic stress analysis and is sufficiently subtle to describe a variety of types of work-hardening, on the basis of a limited number of essential material parameters which can be read off usually available test graphs.

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Sommario Si propone un metodo per l'analisi di strutture soggette a deformazioni elasto-plastiche. Il metodo può essere adattato in modo da sfruttare programmi di calcolo, di cui già si disponga, per l'analisi elastica di strutture ed è sufficientemente duttile da consentire la rappresentazione di tipi diversi di incrudimento, con l'uso di un numero limitato di parametri materiali che possono dedursi da grafici sforzo-deformazione generalmente disponibili.

     

On the acceleration of rotors through their critical speed

Summary In extension to previous studies on the influence of external viscous damping and elastic hysteresis on the transient motion of a rotor as it passes through its critical velocity, this paper reports diagrams of the deflection and of its angular velocity obtained from new IBM7040 tabulations. The theoretical results are compared with the experimental results observed on a model.

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Sommario Nel presente lavoro vengono esposti i risultati di una trattazione analitica del problema dell'avviamento di un rotore con passaggio attraverso la velocità critica flessionale, che tiene conto degli smorzamenti esterni e dell'isteresi elastica dell'albero, e che è stata oggetto di precedenti ricerche. Vengono forniti diagrammi dell'ampiezza della freccia e della sua velocità angolare ottenuti mediante nuove tabulazioni effettuate con calcolatore IBM7040. Da ultimo si confrontano i risultati analitici con quelli sperimentali osservati su un modello appositamente realizzato.

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Study conducted under the auspices of the Consiglio Nazionale delle Ricerche.     

A direct nonlinear theory of elastic membranes

Summary The authors develop a nonlinear theory of elastic membranes which accounts for thickness effects. By assuming the existence of a strain energy function and postulating a principle of virtual work which governs the mechanical behavior of an elastic directed surface, the field equations and the general constitutive relations are obtained for both the compressible and incompressible case. These equations are identical with those arrived at by a suitable limiting process applied to the three dimensional equations of nonlinear elasticity.

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Sommario Gli autori sviluppano una teoria non lineare delle membrane elastiche che tiene conto degli effetti dello spessore. Assumendo l'esistenza di una funzione energia di deformazione e postulando un principio di lavoro virtuale che governa il comportamento meccanico di una superficie elastica orientata si ottengono le equazioni di campo e le relazioni costitutive generali sia per il caso compressibile che per l'incompressibile. Queste equazioni sono identiche a quelle a cui si arriva con un opportuno processo di limite applicato alle equazioni tridimensionali della elasticità non lineare.

     

The influence of surface energy on stress-free microstructures in shape memory alloys

Certain alloys such as In-Tl, Ni-Ti, Ag-Cd or Cu-Al-Ni display remarkable mechanical properties such as the shape memory effect or pseudo-elasticity. This behaviour is related to a solid-solid phase transformation which leads to a complicated microscopic arrangement of different phases. In recent studies such microstructures have been analyzed by the minimization of elastic energy. We discuss the influence of additional surface energy terms on the existence of stress-free microstructures both in the nonlinear and a geometrically linear setting.

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Sommario Certe leghe come quelle di In-Tl, Ni-Ti, Ag-Cd o Cu-Al-Ni mostrano proprietà meccaniche notevoli quali la memoria di forma o la pseudoelasticità. Questo comportamento è determinato da una trasformazione di fase solido-solido che conduce a complicati arrangiamenti a livelo microscopico. In studi recenti tali microstrutture sono state analizzate attraverso la minimizzazione dell'energia elastica. Noi discutiamo l'influenza di termini addizionali di energia superficiale sull'esistenza di microstrutture in uno stato naturale sia in un contesto lineare che non lineare.

     

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.