On the constraint and scaling methods to derive the equations of linearly elastic rods

The theory of linearly elastic rods may be obtained from three-dimensional elasticity either by the method of internal constraints or by the scaling method. Both methods have been applied to obtain linear plate and shell equations ([1], [2]–[5]); the relationships between the two methods are discussed in [6]. For rods, a version of the constraint method has been developed in [7], whereas a scaling method has been presented in [12]. In this paper a direct comparison is made between the mechanical basis and analytical results of the constraint and the scaling methods, and it is shown how the scaling method yields the same Kirchhoff hypothesis that forms the starting point of the constraint method.

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Sommario La teoria delle travi elastiche lineari puó essere ottenuta a partire dalla teoria tridimensionale dell'elasticitá tanto con il metodo dei vincoli interni che con il metodo di riscalamento. Entrambi i metodi sono giá stati utilizzati per ottenere le equazioni delle piastre e dei gusci lineari ([1], [2]–[5]); in quel contesto, le relazioni tra i due metodi sono state discusse in [6]. Una versione del metodo dei vincoli appropriata al caso delle travi é stata sviluppata in [7], mentre i metodi di riscalamento per le travi si trovano esposti in [12]. Scopo di questo lavoro é compiere un paragone diretto tra i fondamenti meccanici e le risultanze analitiche, rispettivamente, del metodo dei vincoli e di quello di riscalamento, mostrando come il metodo di riscalamento imponga di accogliere proprio quelle ipotesi all aKirchhoff sulle quali si basa il metodo dei vincoli interni.

     

On the calculation of the rotating circular disk with symmetrical radial ribs

Summary A study of the rotating circular disk with symmetrical radial ribs by means of the theory of plate with circular cylindrical orthotropy, subjected to edge loads, comparing the behavior of this type of disk with that of a rotating solid circular disk of uniform thickness.

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Sommario Si studia, mediante la teoria delle lastre con ortotropia cilindrica circolare, il problema del disco rotante con nervature simmetriche radiali, esaminandone il comportamento in rapporto a quello del disco rotante pieno di spessore costante.

     

The ellipse of torsional elasticity

Summary In perfect analogy with Culmann's theory of the elasticity ellipse a flexo-torsional ellipse is devised for rapid calculation of the displacements, hyperstatic reactions and influence lines in beams with a straight axis and variable cross section even in conditions of non uniform torsion.

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Sommario In perfetta analogia con la classica teoria di Culmann dell'ellisse di elasticità, si instaura una ellisse di carattere flesso-torsionale che permette il calcolo rapido degli spostamenti, delle iperstatiche, delle linee di influenza nelle travi ad asse rettilineo a sezione comunque variabile, anche in regime di torsione non uniforme.

     

Equivalence of Kane's and Maggi's equations

Summary The equivalence between Kane's method for formulating the equations of motion of non-holonomic systems and the method presented in 1896 by the Italian author Gian Antonio Maggi, is outlined in this paper.

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Sommario Viene puntualizzata l'equivalenza del metodo di Kane per la scrittura delle equazioni del moto di sistemi anolonomi, con il metodo ideato nel 1896 dall'italiano Gian Antonio Maggi.

     

Neural networks for computing in the elastoplastic analysis of structures

A neural network model is proposed and studied for the treatment of elastoplastic analysis problems. These problems are formulated as Q.P.P.s with inequality subsidiary conditions. In order to treat these conditions the Hopfield model is appropriately generalized and a neural model is proposed covering the case of inequalities. Finally, the parameter identification problem is formulated as a supervised learning problem. Numerical applications close the presentation of the theory and the advantages of the neural network approach are illustrated.

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Sommario Si propone un modello di rete neurale con l'obiettivo di usarlo per la trattazione di problemi di analisi elastoplastica, formulati come problemi di programmazione quadratica con disequazioni sussidiarie. Allo scopo di trattare queste condizioni si generalizza il modello di Hopfield e si propone un modello neurale che copre il caso di disequazioni. Inoltre il problema di identificazione parametrica viene formulato come un problema di apprendimento guidato. La presentazione della teoria è seguita da esempi di applicazioni numeriche e dalla illustrazione dei vantaggi dell'uso delle reti neurali.

     

On the flexural vibrations of sandwich plates

A simplified approach to sandwich plate free vibrations, based on the superposition method, can provide approximations to the lowest modes for various boundary conditions, showing a characteristic influence of the bending-shear stiffness ratio.

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Sommario Un'analisi semplificata delle vibrazioni naturali di pannelli sandwich in diverse condizioni di vincolo, con il metodo di sovrapposizione degli effetti, consente l'individuazione approssimata dei modi più bassi, mostrando un comportamento vibratorio caratteristico al variare del rapporto tra le rigidezze di flessione e taglio.

     

On induced discontinuities in a class of linear materials with internal state parameters

Summary The governing differential equations of induced discontinuities behind longitudinal and transverse shock waves are derived for a class of linear materials with internal state parameters. These equations indicate that the behavior of the induced discontinuities depends, in particular, on the behavior of the shock amplitudes and non-linearly on the wave surface geometries. Solutions for the case of plane waves with initially flat profiles are obtained, and they indicate that the global behavior of the induced discontinuities need not be monotone depending on the interpretation of the material responses.

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Sommario Le equazioni di evoluzione per discontinuità indotte da onde d'urto longitudinali e trasversali sono ricavate per una classe di materiali lineari con parametri di stato interni. Tali equazioni indicano che il comportamento delle discontinuitá indotte dipende, in particolare, dall'ampiezza dell'onda d'urto e, non linearmente, dalla seconda forma fondamentale della superficie. Le soluzioni, ottenute in corrispondenza di onde piane con profilo iniziale piatto, mostrano che il comportamento delle discontinuità indotte non è monotono ed é legato ai parametri che caratterizzano il materiale.

     

Velocity and temperature fields past a finite flat plate in a slip flow

Summary The incompressible slip flow past a finite flat plate at zero incidence and at low Reynolds numbers is treated in the Oseen approximation. An analytical expression of the shear stress at the wall is obtained by the integral Fourier transform method. The drag coefficient, the velocity perturbations and the thermal field are numerically evaluated.

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Sommario Viene trattato il flusso incompressibile con slittamento su di una lastra piana nella approssimazione di Oseen. Per mezzo del metodo delle trasformate integrali di Fourier si è ottenuta un'espressione analitica dello sforzo di taglio alla parete. Si è calcolato numericamente il coefficiente di resistenza, la perturbazione di velocità ed il campo termico.

     

Calculation of the natural frequencies and the principal modes of helicopter blades

Summary A procedure for calculating the natural frequencies and the principal modes of rotating helicopter blades based on the transfer matrix method is described. The blade is divided into a finite number of elements considered as continuous. A solution involving less laborious calculation, in which the masses are assumed to be concentrated, is also supplied.The advantage of the method developed is that it takes due account of the effective rotor-shaft constraints.Some numeric applications are given.

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Sommario Nel presente lavoro si espone un metodo di calcolo delle frequenze proprie e delle deformate di pale d'elicottero rotanti basato sul metodo delle matrici di trasferimento. Con tale metodo la pala viene suddivisa in un numero finito di tronchi considerati come continui. Si espone pure a scopo di confronto una soluzione meno gravosa per il calcolo in cui si assumono concentrate le masse.Il metodo esposto permette di tener conto con particolare cura delle effettive condizioni di vincolo del rotore con l'albero.Si riportano infine alcune applicazioni numeriche.

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A basis for the linear theory of elastic stability of structures

Summary In this paper a consistent linear theory of stability of elastic structures is given and the problem of the neutral equilibrium of a continuum composed by an elastic material with high stiffness to the strains is studied. All the particular cases, as the buckling of beams, plates, shells etc., ensue and their classification in regard of their significance is given. There are comparisons with other theories.

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Sommario In questa Nota viene formulata una consistente teoria lineare della stabilità dell'equilibrio delle strutture elastiche e si tratta il problema dell'equilibrio indifferente di un continuo costituito da un materiale elastico con elevata rigidità alla deformazione. Tutti i casi particolari di instabilità euleriana delle travi, piastre, gusci ecc., discendono come casi particolari e di questi viene fornita una classifica nei riguardi della loro importanza. Si fanno infine confronti con altre trattazioni.

     

Effects of couple stresses on the oscillatory flow past an infinite plate with constant suction

Summary An analysis of a two dimensional oscillatory flow past an infinite porous plate with contant suction is carried out on taking into account the couple stresses. Here the free stream velocity oscillates about a nonzero constant mean. Approximate solutions are derived to coupled linear equations, and the expressions for the mean velocity, the transient velocity, the mean skinfriction, the amplitude and the phase of skin-friction are obtained. The solutions are followed by discussion. the effects of variations of α(ν_r/ν), β(Iν/γ) and λ, the frequency are graphically represented and physically interpreted. It is observed that the reverse type of flow does not occur in the presence of the couple stresses.

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Sommario In questo lavoro è svolta un'analisi di un flusso oscillatorio bidimensionale sopra una piastra porosa, infinita, con aspirazione costante, tenendo conto delle coppie di sforzo. La velocità della corrente libera oscilla attorno ad un valore medio costante diverso da zero. Si deducono le soluzioni approssimate per le equazioni lineari accoppiate e si ottengono le espressioni per la velocità media, la velocità transitoria, l'attrito superficiale, l'ampiezza e la fase. Si discutono le soluzioni. Si rappresentano graficamente e si interpretano fisicamente gli effetti delle variazioni di α(ν_r/ν), β(Iν/γ) e λ. Si osserva che in presenza delle coppie di sforzo nel fluido non si ha il tipo inverso di flusso.

     

A numerical method for second order thin airfoil theory

Summary In this note a fast Cauchy integral solver and its application to the solution of symmetric incompressible flows, based on a quadratic thin airfoil theory, are presented. The computed velocity near the leading edge has been corrected with the Lighthill rule. Some results relative to airfoils and to cascade are reported.

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Sommario In questa nota si presenta un veloce algoritmo per il calcolo dell’integrale di Cauchy che è stato applicato al calcolo di flussi simmetrici incomprimibili in base ad una teoria quadratica delle piccole perturbazioni. La velocità calcolata nell’intorno del bordo di attacco è stata corretta con la regola di Lighthill. Si presentano alcuni risultati relativi a profili alari isolati ed a schiere di profili.

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Elastic-plastic dynamic behavior of a beam-column model

Summary An elastoplastic beam-column model with one degree of freedom subjected statically to an on-center or off-center axial compressive force is considered. Its dynamic behavior in the elastoplastic range, resulting from a transverse periodic acting force in resonance with the structure in the elastic range, is examined. The principal features are highlighted by a phase plane study.

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Sommario Si considera il modello a un grado di libertà di un'asta elastoplastica sollecitata staticamente da una forza assiale di compressione centrata o eccentrica. Si esamina il suo comportamento dinamico in campo elastoplastico per effetto di una forza trasversale periodica e in risonanza con la struttura in campo elastico, evidenziandone le principali caratteristiche attraverso lo studio nel piano delle fasi.

     

Rational criteria for quantifying the performance of mechanical presses

Summary In the practical mechanics a great interest have for the mechanical engineers the questions concerning a correct definition of the performance of a mechanical press and the theoretical and practical methods to determine its allowable limit in service.After a preliminary study on the parameters really significant, this paper shows an analytic method to get, in quantitative form, the solution of the problems concerning the determination of the duty conditions compatible with the regular operation of a mechanical press.As a conclusion, some general relations are proposed in order to describe quantitatively the performance of a mechanical press and to give a rational form to the set of mechanical quantities characterising it.

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Sommario Nel campo della ingegneria meccanica, un grande interesse rivestono le questioni concernenti la corretta definizione delle prestazioni di una pressa e i metodi teorici e pratici per determinare i corrispondenti limiti ammissibili di esercizio.Dopo uno studio preliminare sui parametri realmente significativi, viene esposto un metodo analitico per ottenere la soluzione in forma quantitativa di problemi concernenti con la determinazione delle condizioni di esercizio compatibili con il regolare funzionamento della pressa.Come conclusione, si propongono alcune generali relazioni per la formulazione quantitativa delle prestazioni delle presse meccaniche e per descrivere in forma razionale le caratteristiche operative e di impiego di detta macchina.

     

Linear and non-linear pulse propagation in fluid-filled compliant tubes

Summary Here we study impact-initiated disturbances in fluid-filled elastic tubes. The undeformed tube diameter, wall thickness, and elastic modulus of the tube material are assumed to be functions of the distance along the centre line of the tube. The linearized version of the governing equations are solved by the Laplace transform, which is inverted by means of an approximate method. The original non-linear system of governing equations is solved numerically by the method of characteristics. Relationships between the axial fluid velocity and axial coordinate as well as between velocity and time are displayed for fixed values of time and axial coordinate respectively for the linear and nonlinear theory for ease of comparison.

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Sommario Si studiano le perturbazioni prodotte da impatto in tubi elastici riempiti di fluidi. Si assume che il diametro del tubo indeformato, lo spessore della parete e il modulo elastico del materiale del tubo siano funzioni della distanza misurata lungo la linea centrale del tubo. La versione linearizzata delle equazioni che governano il fenomeno è risolta con la trasformata di Laplace, invertita con un metodo approssimato. Il sistema originale non lineare delle equazioni è risolto numericamente con il metodo delle caratteristiche. Vengono rappresentate, per valori fissati del tempo e della coordinata assiale, le relazioni tra la velocità assiale del fluido e la coordinata assiale oltre alle relazioni fra velocità e tempo, sia per la teoria lineare sia per quella non lineare.

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Self-excited oscillations in system with one non-linearity

Summary In this paper a method is proposed for the determination of self-excited oscillations in systems with one linearity symmetrical with the origin and representable with a three-segment straight line.For this purpose, hypotheses are made on the wave-form at the output of the non-linear block, so that one can apply the so-called harmonic balance method, taking into account as many harmenics as desired.Examples are given, the results are compared with those obtained with the analogic computer or by the describing function method.

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Sommario Si propone un metodo per la deter minazione delle oscillazioni persistenti nel caso di sistemi con una sola non linearità simmetrica rispetto all'origine e rappresentabile, in ciascun quadrante, con una spezzata a due tratti.A tale scopo si fanno delle ipotesi sulla forma d'onda all'uscita del blocco non lineare in modo da poter applicare il cosiddetto procedimento del bilanciamento armonico mettendo in conto tante armoniche quante si vuole.Si fanno inoltre alcuni esempi di cui si confrontano i risultati con quelli ottenuti sulla calcolatrice analogica e applicando il metodo della funzione descrittiva.

     

Natural frequencies of viscous liquids in rectangular tanks

Summary A procedure for calculating natural oscillating frequencies of viscous liquids in rigid rectangular tanks is suggested together with diagrams for obtaining the values by means of dimensionless coefficients.Experimental results are compared with the theoretical ones and are found to be in good agreement.

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Sommario Si propone uno schema per il calcolo delle frequenze naturali di oscillazione di liquidi viscosi contenuti in serbatoi rettangolari rigidi e si riportano diagrammi mediante i quali è possibile individuare, attraverso coefficienti adimensionali, i valori di tali frequenze.Si confrontano i risultati di una indagine di laboratorio con quelli ottenuti teoricamente, evidenziando la buona concordanza.

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Vibrations,stability and general solution for the duffing and other non linear equations

Summary A general procedure is developed in order to calculate the vibratory motions of non linear systems with one degree of freedom. The vibration is considered as an infinite sequence of increasing and decreasing half-waves, for each of wich time and deplacement are considered as initial data, with initial velocity zero. Recurrent formulae giving the initial data for each half-wave as a function of those relative to the preceeding half-wave are calculated. This procedure is applied to the Duffing equation and leads to study of the powers of a matrix, whose behaviour, when the exponent goes to infinity, determines the character of stability or instability or asymptotic periodicity of the solution.

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Sommario Viene impostata una metodologia generale atta a calcolare i moti vibratori dei sistemi non lineari con un grado di libertà. Il moto vibratorio viene considerato come una successione infinita di semionde crescenti e decrescenti, per ciascuna delle quali il tempo e lo spostamento vengono considerati come dati iniziali, con velocità iniziale nulla. Vengono poi ricavate le formule ricorrenti che forniscono i dati iniziali di ogni semionda in funzione di quelli relativi alla precedente. Il procedimento viene applicato alla equazione di Duffing e porta allo studio delle potenze di una matrice, il cui comportamento quando l'esponente tende ad infinito determina il carattere di stabilità, o instabilità, o periodicità asintotica della soluzione.

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This research was conductes as an activity of the Italian Research Council, C.N.R., G.N.F.M.     

On the integrability conditions of the equations for Einsteinian gravitational fields

Summary Within the terms of the Einsteinian General Theory of Relativity is studied the behaviour of a material particle with a mass that is not too great in comparison with the total mass of the bodies which generate the field to which the particle itself is subject. The integration of the gravitational equations implies that the corpuscle is rigidly connected with a particular reference system of Fermi type, which is coordinated with the time line of the corpuscle itself.

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Sommario Si studia il comportamento, nella teoria einsteiniana della Relatività generale, di una particella materiale fornita di massa non troppo elevata rispetto alla massa complessiva dei corpi che generano il campo a cui è soggetta la particella stessa. L'integrazione delle equazioni gravitazionali implica che il corpuscolo sia solidale con un particolare sistema di riferimento di Fermi, coordinato alla linea oraria del corpuscolo stesso.

     

Minimum theorems for displacement and plastic strain rate histories in structural elastoplasticity

Summary The finite element method approach is used to obtain formulations of analysis problems relative to elastic-plastic structures when subjected to prescribed programmes of loads, and under the restrictive hypotheses:a) the yielding surfaces are piecewise linearized, andb) the plastic flow-laws are supposed to be of holonomic type within a single “finite” time interval. For mulations are given as linear complementarity problems and quadratic programming problems: one pair of formulations in terms of velocity and plastic multiplier rate histories, and another pair in terms of plastic multiplier rate histories only. The solutions are shown to be characterized by two minimum principles for displacement and plastic strain rate histories. After some general remarks about computational procedures, the paper is concluded with some suggestions for future developments.

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Sommario Si usa il metodo degli elementi finiti per formulare problemi di analisi relativi a strutture elasto-plastiche soggette a prescritti programmi di carico, sotto le ipotesi restrittive:a) le superfici di plasticizzazione sono linearizzate a tratti, eb) la legge del flusso plastico è olonoma all'interno del singolo intervallo di tempo “finito”. Si danno formulazioni come problemi di complementarità lineare e come problemi di programmazione quadratica: due formulazioni sono in termini di storia delle velocità e dei coefficienti di attivazione plastica, altre due sono in termini di storia dei coefficienti di attivazione plastica soltanto. Si dimostra che le soluzioni sono caratterizzate da due principi di minimo per la storia delle velocità di deformazione. Dopo alcune osservazioni generali sui procedimenti di calcolo, il lavoro si conclude con dei suggerimenti per futuri sviluppi.