Flow through geometrically irregular media with lattice gas automata

Summary The determination of the permeability is an interesting problem of fluid dynamics of wide interdisciplinary concern. Many authors approached this subject by developing numerical models of flows through porous media at either macro-scale and micro-scale. According to the latter point of view, we present in this paper a verification of Darcy's law and a first determination of the permeability starting by the knowledge of the microstructure of a three-dimensional random medium. The flow is here reproduced by using a particular class of cellular automata with the Boltzmann approximation.

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Sommario La determinazione del coefficiente di permeabilità rappresenta un interessante problema comune a molte discipline. Tale determinazione viene affrontata dai diversi autori o tramite la conoscenza di grandezze macroscopiche — come la resistività o la porositá — ovvero partendo dalla conoscenza della microstruttura del mezzo poroso e cercando di simulare il processo di moto fluido che si svolge lungo i canalicoli del mezzo stesso. Seguendo quest'ultimo punto di vista, viene qui di seguito presentata una tecnica alternativa per la verifica della legge di Darcy e, quindi, per una prima valutazione del coefficiente di permeabilità per un mezzo tridimensionale complesso. La simulazione dei moti fluidi viene effettuata tramite una particolare classe di gas reticolari che evolvono secondo le regole degli automi cellulari.

     

A refined theory for laminated beams: Part II—An iterative variational approach

This paper presents a displacement-based one-dimensional model for the analysis of laminated composite beams, based on the assumption of cross sections rigid in their own planes. The proposed model is mainly focused on the boundary layer analysis. The representation of the axial displacements is given as products between line functions and warping modes of the cross section. Both the sets of unknown functions are determined by means of a variational formulation in order to obtain the ‘best choice’ for the thickness coordinate functions. The minimization of the total potential energy functional is reduced to a sequence of linear problems by means of a gradient technique. Various examples referring to simply supported and cantilever beams, subjected to distributed or concentrated loads, are solved. The results for stress distributions are found to be in excellent agreement with exact plane strain and finite element plane stress solutions even at very low distances from the end sections.

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Sommario In questo lavoro viene presentato un modello monodimens onale agli spostamenti per l'analisi di travi in laminato multistrato fondato sull'ipotesi di sezioni indeformabili nel proprio piano. Il modello è finalizzato principalmente allo studio degli effetti di bordo. Gli spostamenti assiali vengono espressi attraverso prodotti fra funzioni di linea e modi di ingobbamento della sezione. Entrambi gli insiemi di funzioni incognite sono determinati attraverso una formulazione variazionale allo scopo di ottimizzare le forme di ingobbamento della sezione. La minimizzazione del funzionale dell'energia potenziale totale viene ridotta ad una sequenza di problemi lineari mediante una tecnica tipo gradiente operando alternativamente le varizioni rispetto ai due insiemi di funzioni incognite. Negli esempi risolti, gli stati tensionali ottenuti risultano in eccellente accordo con soluzioni esatte (in stato piano di deformazione) e con soluzioni agli elementi finiti (in stato piano di tensione) anche in prossimità delle sezioni estreme libere o vincolate.

     

An engineering theory of soil behaviour in unloading and reloading

Summary A constitutive law is proposed for describing the stress-strain characteristic of soils in unloading-reloading. The constitutive equations are valid piecewisely between subsequent, appropriately formulated, stress reversal loci. The stress-strain relationships are formulated in terms of generalized stress and strain differences referred to the last stress reversal point and connected through a variable compliance tensor. The shear compaction effect is modelled by a suitable formulation of the compliance tensor.Specialization to conventional triaxial condition is given. As well as fitting available experimental data in unloading-reloading of normally consolidated and overconsolidated clays, the proposed constitutive relation can model the dependence on OCR of the shape of the undrained effective stress paths, the phenomenon of cyclic mobility of clay in undrained compression and the unloading-reloading stress paths in the oedometer. The theory requires the identification of only three material constants in addition to those pertinent to the usual elastoplastic theory of soil with which it may be easily combined.

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Sommario Si propone una legge costitutiva per descrivere il legame sforzi-deformazioni dei terreni sottoposti a processi di scarico e ricarico. Le equazioni costitutive sono formulate a tratti e definite su un dominio limitato dai luoghi di inversione di carico. Nella formulazione della legge costituitiva verranno introdotte delle variabili generalizzate di sforzo riferite all'ultimo punto di inversione di carico. Queste variabili sono legate alle deformazioni, riferite anche esse allo stato relativo all'ultimo punto di inversione di carico, da un tensore di cedevolezza variabile. Un'adeguata formulazione di questo tensore permette di modellare l'efferio di densificazione sotto carico deviatorico ciclico.Questa legge costitutiva interpreta bene i risultati sperimentali su argille normalmente consolidate e sovraconsolidate. La teoria permette anche di descrivere la dipendenza del percorso degli sforzi efficaci in condizioni non drenate dal grado di sovraconsolidazione, la mobilità ciclica dell'argilla in condizioni non drenate e il percorso degli sforzi efficaci in un processo di scarico e ricarico in un edometro.Per identificare il modello sono necessari solo tre parametri oltre a quelli necessari per identificare il comportamento del terreno vergine.

     

On the energy method in the non-linear theory of thin plates

Summary The equilibrium configuration of a thin plate under normal pressure is studied. A variational non-linear treatment of the problem is considered, taking into account the bending stresses and allowing large deflections.Existence, uniqueness, and regularity of solutions are obtained.

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Sommario Si studia il problema non lineare della configurazione di equilibrio di una piastra sottile caricata normalmente nel suo piano medio, tenendo conto delle tensioni di natura flessionale e in un regime di spostamenti moderatamente grandi.Con una tecnica variazionale si studiano l'esistenza, l'unicità, e la regolarità delle soluzioni del problema.

     

The displacements solution for steady-state longitudinal vibrations of segment-wise inhomogeneous elastic rods

Summary The Laplace Integral Transform is used to construct the displacements, solution for steady-state vibrations of an inhomogeneous elastic rod made up of n, (n2) homogeneous elastic segments of the same cross section. The method consists in determining the displacements function of the inhomogeneous rod for zero initial conditions and for displacements type superimposed boundary conditions, with the residues calculated for the poles of the Laplace images of the ends boundary conditions. The correctitude of the constructed solution is then proved and several examples are given to illustrate the method (harmonic end excitations are included).

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Sommario Si usa la trasformata integrale di Laplace per costruire gli spostamenti soluzione del problema delle vibrazioni stazionarie di una barra elastica non omogenea fatta di n, (n2) segmenti elastici omogenei di uguale sezione. Il metodo consiste nel determinare la funzione per gli spostamenti della barra non omogenea in corrispondenza di condizioni iniziali nulle e per sovrapposte condizioni al contorno del tipo spostamento, coi residui calcolati per i poli delle immagini di Laplace delle condizioni al contorno agli estremi. Si dimostra poi la correttezza della soluzione costruita e si danno diversi esempi per illustrare il metodo (comprese le armoniche e le eccitazioni).

     

Second order effects in an elastic half-space acted upon by a non-uniform normal load

A closed form solution to the second order elasticity problem, when an isotropic compressible elastic half-space undergoes a deformation owing to a non-uniformly distributed normal load, is presented. The method of integral transform is employed and the case when loading is distributed, in accordance with Hertz's law, is discussed. The limiting solution for incompressible isotropic elastic material is also derived. Numerical calculations for the second order elastic material for the displacement and the normal stress in thez-direction are carried out. It is found that, in comparision to the linear elastic case, the displacement increases and the normal stress decreases in the second order elastic material

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Sommario Si presenta una soluzione del secondo ordine in forma chiusa del problema di un semi-spazio elastico isotropo compressibile soggetto a un carico normale distribuito non uniformemente, ottenuta mediante il metodo delle trasformate integrali. Si discute il caso del carico distribuito secondo la legge di Hertz; si deriva anche la soluzione limite per materiale elastico isotropo incompressibile. Si ottengono numericamente alcuni risultati relativi a spostamenti e tensioni normali nella direzione z: si trova che, a paragone del caso elastico lineare, gli spostamenti aumentano e le tensioni diminuiscono nel materiale elastico del secondo ordine.

     

A possible solution of a case of unsteady laminar plane flow for non-newtonian liquids

Summary After a few basic remarks on continuous media mechanics, equations of unsteady laminar flow for non-newtonian incompressible fluids are written; a solution for a particular plane flow (with zero hydraulic slope) is carried out, supposing that the components of the stress tensor T are polynomials in the components of the deformation rate tensor F. In particular if we adopt a cubic law, we recognize a second viscosity coefficient, which may be a positive or negative number; a way is then suggested for finding experimentally both viscosity coefficients of the fluid; a simple numerical example is also given.

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Sommario Dopo alcuni richiami sulla meccanica dei mezzi continui, si scrivono le equazioni del moto vario laminare per fluidi non newtoniani incomprimibili, e se ne trova la soluzione in un caso particolare di moto piano (a pendenza motrice nulla), supponendo di esprimere il legame fra le componenti del tensore degli sforzi T e quelle del tensore delle velocità di deformazione F con polinomi. Nel caso particolare di una legge cubica si presenta un secondo coefficiente di viscosità, positivo o negativo; si suggerisce allora un possibile metodo per determinare sperimentalmente il valore dei due coefficienti di viscosità del fluido, dando poi un semplice esempio numerico.

     

Equations of motion of a multibody system and Lie groups

Usually, the methods used for forming the equations relating to the motion of a complex system are based either on the use of general theorems or on the use of conventional techniques of analytical mechanics (Lagrange or Hamilton equations). In this case the formation of the equations of motion was made using a method allowing us to draft these equations in a more synthetic form. It uses the properties of the displacement group as a LIE group. Its main advantage is that it allows a totally intrinsic analytical calculation in the vector space of the wrenches or complex forces [8]. A symbolic calculus code has been designed in order to apply this approach. Initially, we have used and tested it in any open loop multibody system. The symbolic calculus code was applied, for instance, in the context of a study into the crash of a vehicle driven into a barrier.

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Sommario I metodi più comunemente usati per formulare le equazioni relative al moto di un sistema complesso si basano o su teoremi generali o su tecniche convenzionali della meccanica analitica (equazioni di Lagrange o di Hamilton). Nel presente studio, invece, le equazioni del moto vengono formulate usando una metologia che ne permette la scrittura in una forma più sintetica, sfruttando le proprietà del gruppo degli spostamenti come di un gruppo di Lie: il principale vantaggio del metodo è di permettere un calcolo analitico totalmente intrinseco nello spazio vettoriale delle forze complesse [8]. Per poter applicare questo approccio, è stato sviluppato un codice di calcolo simbolico. Per cominciare, l'approccio è stato usato e sperimentato per un generico sistema multicorpo a loop aperto: per esempio, nel contesto di uno studio sull'urto di un veicolo su di una barriera.

     

Active Longitudinal Control of Wind-Induced Oscillations of a Suspended Cable

Abstract. Active control of oscillations of a suspended cable under transversal wind, described by a constant term and a fluctuating turbulent component, is dealt with. Control of transversal in-plane and out-of-plane oscillations is performed by imposing a longitudinal motion to one support; the control law depends, linearly or quadratically, on measures of displacement and velocity of a selected point. First, the steady-state oscillations around the planar static configuration, determined by the wind constant component, under sinusoidal in-plane and out-of-plane loading are studied, showing the nonlinear behaviour in the regions of primary and parametric resonance and the effects of the control action. Afterwards, attention is focused on the response of the cable to transversal wind turbulence, whose fluctuating component is described by a random process with an assigned spectral density. The effectiveness of longitudinal control is analysed by means of numerical investigations.Sommario. Si analizza il controllo attivo delle oscillazioni di un cavo sospeso, sottoposto all'azione di un vento agente in direzione ortogonale al piano del cavo e descritto mediante un termine di carico costante ed una componente variabile di turbolenza. Il controllo delle oscillazioni piane e spaziali viene realizzato mediante spostamento longitudinale di uno degli appoggi; la legge di controllo dipende linearmente o quadraticamente da misure di spostamento e velocità di un punto prescelto. In una prima fase, vengono studiate le oscillazioni stazionarie sotto carichi sinusoidali agenti rispettivamente nel piano e fuori del piano del cavo, intorno alla configurazione di equilibrio statico determinata dalla presenza della componente costante del vento, mostrando il comportamento nonlineare nelle regioni di risonanza primaria e parametrica e gli effetti dell'azione di controllo. Successivamente, si focalizza l'attenzione sulla risposta del cavo alla componente trasversale di turbolenza del vento, la quale è descritta da un processo stocastico a media nulla con densità spettrale assegnata. L'efficacia del controllo viene analizzata attraverso un'indagine numerica.     

Vibrations of a viscoelastic rod with small non-linearities

Summary A partial differential equation is considered whose dominant linear term involves third order time derivatives and which contains a nonlinear term multiplied by a small parameter. The solutions of initial-boundary-value problems for the equation are investigated using an extension of the Krylov-Bogoliubov-Mitropolskii asymptotic method. The vibrations of a viscoelastic rod lead to an equation of the type considered when the material constitutive relation is that of a standard linear solid together with additional small nonlinearities of behaviour, and this particular physical problem is investigated in detail. It is shown that under appropriate initial conditions only a single mode of vibration is excited to lowest order, and some numerical results are given which illustrate the effects of the nonlinearity on these single mode solutions.

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Sommario Viene considerata una equazione differenziale alle derivate parziali il cui termine lineare dominante implica derivate del terzo ordine del tempo e che contiene un termine non lineare moltiplicato per un parametro di piccola entità. Vengono studiate le soluzioni dell'equazione con le condizioni iniziali e al contorno usando una estensione del metodo asintotico di Krylov-Bogoliubov-Mitropolskii. Le vibrazioni in una sbarra viscoelastica portano ad una equazione del tipo considerato quando la soluzione costitutiva è quella di un normale solido lineare con l'aggiunta di piccole non-linearità di comportamento. Viene studiato nel dettaglio questo particolare problema fisico. Viene mostrato che, con appropriate condizioni iniziali, viene eccitato solo il primo modo di vibrare. Vengono inoltre forniti alcuni risultati numerici che illustrano gli effetti della non linearità per questo particolare modo.

     

Multi mass drive systems with stepped shafts

Summary A continuous model of a multi mass drive system with stepped shafts, loaded by external moments, is proposed and analysed by means of one dimensional torsional waves. A procedure is developed for calculation of velocities, strains and displacements in an arbitrary cross-section of the shafts, and some necessary conditions for the stability of angular displacements are formulated.

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Sommario Si propone un modello continuo di un sistema di guida a masse molteplici con alberi a sezione variabile con discontinuità, caricati da coppie esterne. L'analisi è condotta per mezzo di onde torsionali monodimensionali. Si sviluppa un procedimento per il calcolo di velocità, deformazioni e sponstamenti di una generica sezione degli alberi e si formulano condizioni necessarie per la stabilità degli spostamenti angolari.

     

Finite elements and sensitivity coefficients in flexible planar linkage analysis

Summary A Kineto-Elasto-Dynamic approach, which is based on the use of finite elements, is presented for 1 d.o.f. planar mechanisms. No requirements are needed for the reference rigid mechanism time-history, which is computed in a fully dynamic way.A simple test case shows the independence of the response from the chosen reference mechanism.The frequency content of the response matches the expected frequencies of the model.

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Sommario Viene presentato un approccio cineto-elasto-dinamico, basato su tecniche agli elementi finiti, per meccanismi piani ad 1 g.d.l. Nessuna ipotesi è richiesta per la legge del moto del meccanismo di riferimento a membri rigidi. Detta legge del moto è calcolata in maniera dinamica diretta. Un semplice caso di prova mostra l'indipendenza della risposta dalla scelta del meccanismo di riferimento. Il contenuto in frequenza della risposta corrisponde alle frequenze prevedibili per il modello.

     

Finite element analysis of axisymmetric systems without ignoring shear strain effects

Summary The finite element method is used to calculate the elastic displacements and internal forces in shells with axisymmetric geometry and load; the shell is assumed to be strainable by shear as well as by bending and normal forces. It is assumed that the finite elements have a simple curvature whose displacement function is analytically expressed by power polynomials of the meridian coordinate; the chosen parameters are the displacement components of the nodes; their number may be smaller than that of the polynomial terms, whose dependence is therefore uniquely defined by the minimum total potential energy condition. By this means it is possible to obtain an accurate numeric solution even with a few elements as long as they are sufficient to represent the shell geometry and follow the load distribution. The exposition is completed by the block diagram of the numeric computing program and the results in some examples.

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Sommario Col metodo degli elementi finiti viene impostato il calcolo degli spostamenti elastici e delle azioni interne in lastre assialsimmetriche per geometria e per carico; si suppone la lastra deformabile oltre che alle azioni flettenti e normali anche all'azione di taglio.Si assumono elementi finiti a semplice curvatura con funzione spostamento analiticamente espressa da polinomi di potenze della coordinata meridiana; si scelgono quali parametri le componenti di spostamento dei nodi; il loro numero può essere inferiore a quello dei coefficienti polinomiali considerati la cui dipendenza viene pertanto univocamente definita con la condizione di minima energia potenziale totale.Seguendo questa via è possibile ottenere una soluzione numerica accurata anche con pochi elementi finiti purchè sufficienti a rappresentare convenientemente la geometria della lastra e a seguire la distribuzione dei carichi.L'esposizione è completata dallo schema a blocchi del programma di calcolo numerico per l'elaborazione elettronica e dai risultati ottenuti in alcuni casi esemplificativi.

     

The displacement discontinuity method in the analysis of open cracks

The application of the displacement discontinuity numerical technique to the solution of some problems of fracture mechanics is demonstrated in the hypothesis of homogeneous and elastic material. The fracture is supposed to be free from traction and is represented by a set of constant displacement discontinuity elements, except for two parabolic elements, located at each crack tip, in order to simulate the singularity of the solution near the crack tips. On the basis of the stress and displacement field determined by the displacement discontinuity method, the stress intensity factors for mode I and II are computed according to the method of the displacements. Three examples are provided to verify the validity of the formulation.

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Sommario Lo scopo del presente lavore è di illustrare l'applicazione del metodo numerico della Displacement Discontinuity alla soluzione di alcuni problemi di meccanica della frattura, nell'ipotesi di materiale omogeneo ed elastico. La frattura è supposta aperta ed è rappresentata da una linea di elementi a discontinuità di spostamento costante, con l'eccezione di due speciali elementi parabolici, ubicati agli apici, al fine di simulare la singolarita' del campo tensionale. Sulla base del campo degli sforzi e degli spostamenti cosi determinati, vengono ricavati i fattori di concentrazione degli sforzi in modo I e II mediante il metodo degli spostamenti. Vengono inoltre riportati tre esempi di calcolo, effettuati al fine di verificare la validità del procedimento proposto.

     

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.

     

Postcritical Behavior of Cables Undergoing Two Simultaneous Galloping Modes

Abstract. A nonlinear two degree-of-freedom model, describing a flexible elastic suspended cable undergoing galloping oscillations, is analyzed. By using a perturbative approach, the critical conditions occuring for different values of the aerodynamic coefficients are described. Two different type of critical conditions, corresponding to simple or double Hopf bifurcations are found. The nonlinear postcritical behavior of single taut strings in 1:1 primary internal resonance is studied through the multiple scale perturbation method. In the double Hopf bifurcation case the influence of the detuning between the critical eigenvalues on the postcritical behavior is illustrated. It is found that quasi-periodic motions, which are likely to occur in the linear field when the two critical frequencies are incommensurable, are really unstable in the nonlinear range. Therefore, the postcritical behavior of the string consists of stable periodic motions for any detuning values.Sommario. Viene analizzato un modello non lineare a due gradi di libertrappresentativo di un cavo elastico flessibile sospeso alle estremite soggetto ad oscillazioni galoppanti. Utilizzando un approccio perturbativo, vengono descritte le condizioni critiche per differenti valori dei coefficienti aerodinamici. Sono presenti due diversi tipi di condizioni critiche, corrispondenti a biforcazioni di Hopf semplici e doppie. Attraverso il metodo perturbativo delle scale multiple viene studiato il comportamento post-critico non lineare di singole stringhe tese in risonanza interna primaria 1:1. Nel caso di biforcazione doppia di Hopf viene illustrata l'influenza del detuning tra gli autovalori critici sul comportamento post-critico. Si trova che i moti quasi-periodici, presenti in campo lineare quando le due frequenze critiche sono incommensurabili, sono in realtinstabili in campo non lineare. Quindi, il comportamento post-critico della stringa risulta composto da moti periodici stabili per un qualsiasi valore del detuning.     

Accurate solutions and stability criterion for periodic oscillations in hysteretic systems

Summary The study of the periodic response of hysteretic oscillators is reduced to that of nonlinear elastic oscillators by assuming an incremental formulation for the constitutive relationship. The harmonic balance method with many components allows for accurate periodic solution computation. The Floquet theory can be used to check stability. Developed equations are applied to the study of frequency response curves of a hysteretic oscillator that, although simple, shows both degrading and non degrading behaviour. The results reported clearly show the shortcomings of traditional methods; the influence of higher harmonics is far from negligible.

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Sommario Nello studio della risposta periodica degli oscillatori isteretici si incontrano difficoltà dovute alla natura non olonoma del legame costitutivo. Nel presente lavoro queste difficoltà vengono superate in parte adottando una formulazione incrementale che riconduce il caso isteretico a quello elastico non lineare seppure al prezzo di un allargamento dello spazio delle variabili di stato. Le soluzioni periodiche sono determinate seguendo il metodo del bilancio armonico con molte componenti; la stabilità viene analizzata con la teoria di Floquet. Le equazioni sviluppate sono utilizzate per determinare le curve di risposta in frequenza sotto una forzante sinusoidale, di un oscillatore che, benchè semplice, presenta una notevole varietà di comportamento. I risultati ottenuti mostrano chiaramente le lacune dei metodi tradizionali; l'influenza delle armoniche superiori in molti casi è ben lungi dall'essere trascurabile.

     

Extension of Von Karman ansatz to magnetohydrodynamics

Summary The steady-state axisymmetric motion of an incompressible viscous conducting fluid is studied in the framework of the magnetohydrodynamical model. An ansatz is introduced on the radial dependences of the velocity and magnetic fields, which extends the one used by Von Kármán in the purely hydrodynamical case. It is shown how the extended ansatz can be characterized much in the same way as in hydrodynamics and how it reduces the magnetohydrodynamical system of partial differential equations to a system of ordinary differential equations. The solutions of these equations can be found in exact form in some simplified situations, while, in the general case, numerical approximation methods seem to be the only successful solution procedures.

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Sommario Il moto stazionario a simmetria assiale di un fluido conduttore viscoso incomprimibile viene studiato nell'ambito del modello magnetoidrodinamico. In esso vengono introdotte delle ipotesi sulla dipendenza radiale del campo di velocità e del campo magnetico, ipotesi che costituiscono una estensione di quelle introdotte da Von Kármán nel caso puramente idrodinamico. Si dimostra come anche in magnetoidrodinamica l'ansatz di Von Kármán sia suscet-tibile di una caratterizzazione molto simile a quella nota per l'idrodinamica e come, inoltre, riduca il sistema di equazioni alle derivate parziali, che sono alla base del modello, ad un sistema di equazioni differenziali ordinarie. Soluzioni di tali equazioni possono essere trovate in forma analitica in alcune situazioni semplificate, mentre, nel caso generale, metodi di approssimazione numerica sembrano costituire le uniche procedure di risoluzione in grado di fornire dei risultati.

     

Two arc cracks around a circular rigid inclusion

Summary The problem of two symmetric arc cracks lying between a rigid circular inclusion embedded in an infinite matrix under biaxial loading at infinity is considered. By using the complex variable tecnique, the boundary value problem is solved and stress and displacement components are calculated along the inclusion boundary. Moreover, investigating the local stress field, a stress criterion, already proposed by authors, allowing either the crack extension at the interface or its deviation into the matrix to be taken into account, is applied to study the fracture response of the elastic system. The critical applied loads as well as the angle of the incipient crack extension are expressed in terms of the central angle subtended by the crack arcs.Finally the biaxial load effects are graphically shown and discussed.

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Sommario Si considera il problema piano di due «craks» simmetrici all'interfaccia tra una inclusione circolare rigida e la circostante matrice, in regime di carico biassiale. Facendo uso della tecnica delle variabili complesse, viene risolto il problema dei valori al contorno, ricavando altresi le espressioni delle tensioni e degli spostamenti lungo il contorno dell'inclusione. Inoltre, applicando un criterio tensionale, già proposto dagli autori, che consente di studiare sia la estensione del crack all'interfaccia che la sua deviazione nella matrice, si analizza la risposta del sistema considerato. I valori critici dei carichi applicati, nonchè l'angolo di frattura, risultano espressi in funzione dell'angolo al centro sotteso dai cracks.Infine, vengono illustrati graficamente e discussi gli effetti del carico laterale.

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Financial support of the National Research Council (C.N.R.) (research contribution N. 79.01625.07) is gratefully acknowledged.