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Large strain computational modeling of high strain rate phenomena in perforating gun devices by Lagrangian/Eulerian FEM simulations
No full textThe present doctoral thesis deals with the study and the analysis of large strain and high strain rate behavior of materials and components. Theoretical, experimental and computational aspects are taken into consideration. Particular reference is made to the modeling of metallic materials, although other kinds of materials are considered as well. The work may be divided into three main parts.
The first part of the work consists in a critical review of the constitutive modeling of materials subjected to large strains and high to very high strain rates. Specific attention is paid to the opportunity of adopting so-called strength models and equations of state. Damage and failure modeling is discussed as well. In this part, specific interest is addressed to reviewing the so-called Johnson-Cook strength model, by critically highlighting its positive and negative aspects. One of the main tackled issue consists in a reasoned assessment of the various procedures adoptable in order to calibrate the parameters of the model. This phase is enriched and clarified by applying different calibration strategies to a real case, i.e. the evaluation of the model parameters for a structural steel. The consequences determined by each calibration approach are then carefully evaluated and compared.
The second part of the work aims at introducing a new strength model, that consists in a generalization of the Johnson-Cook model. The motivations for the introduction of this model are first exposed and discussed. The features of the new strength model are then described. Afterwards, the various procedures adoptable for the determination of the material parameters are presented. The new strength model is then applied to a real case, i.e. a structural steel as above, and the results are compared to those obtained from the original Johnson-Cook model. Comparing to that, the obtained outcomes show that the new model displays a better capacity in reproducing experimental data. Results are discussed and commented.
The third and final part of the work deals with an application of the studied topics to a real industrial case of interest. A device called perforating gun is analyzed in its structural problematics and critical aspects. This challenging application involves the modeling of several typologies of material, large strains, very high strain rate phenomena, high temperatures, explosions, hypervelocity impacts, damage, fracture and phase changes. In this regard, computational applications of the studied theories are presented and their outcomes are assessed and discussed. Several finite element techniques are considered. In particular, tridimensional Eulerian simulations are presented. The obtained results appear to be very promising in terms of the possibilities of a fruitful use in the design process of the device, in particular in order to achieve an optimization of its key features
Strategies for Seismic Assessment of Common Existing Reinforced Concrete Bridges Typologies
No full textThis study concerns a new probabilistic framework to evaluate road/railway bridges after an earthquake by means of analytical fragility curves and inspections on the structure. In particular, the assessment is performed on existing reinforced concrete (RC) bridges with a common structural scheme in Italy (multi-span simply supported girder bridges). The framework is set up of 6 steps and each step is investigated. Steps 1 and 2 are a sort of preliminary work before the seismic event occurs: the creation of a database to collect all information about bridges in specific road/railway networks (step 1) and the generation of fragility curves for each bridge (step 2): fragility curves are instruments describing the probability of a structure being damaged beyond a specific damage state for various levels of ground shaking. Since step 2 is a crucial step for the outcomes of the framework, a wide investigation on the generation of fragility curves is presented, considering bridges located in strategic road network points in Veneto region (North-Eastern Italy) and different numerical modellings, in order to evaluate the best seismic vulnerability assessment. Moreover, particular attention is given to retrofit interventions by means of Fiber Reinforced Polymer (FRP) and their effect on bridge seismic vulnerability reduction. The other steps concern activities to carry out after a seismic event, useful for emergency and post-emergency phases. Step 3 regards a method to decide if inspections on bridge are needed in relation to the occurred earthquake seismic intensity; if the seismic intensity measure reaches a specific threshold, step 4 suggests how to perform visual inspections on bridges, under a probabilistic point of view, and to generate the damaged bridge fragility curves. After that, the last two steps try to give useful information to Institution and owners of bridges in order to reach an optimal road/railway network management in post-earthquake phases. Step 5 concerns a quick procedure to decide whether or not allowing traffic over damaged bridges, whereas step 6 gives information about economical benefits coming from a comparison between replace costs and retrofitting costs (considering FRP retrofitting interventions) of damaged bridges. In order to clarify the framework procedure, an example for each step is developed
L'attuazione delle "decisioni che applicano una penalità" nell'ambito dello spazio giudiziario europeo tra pubblico e privato
Get PDFIl presente studio ha per oggetto il tema dell’attuazione, per mezzo di misure coercitive, del comando giudiziale cui il contenzioso transfrontaliero e, segnatamente, quello comunitario pone capo. L’importanza che il ricorso agli strumenti di coercizione indiretta riveste nell'ottica dell'effettività della tutela giurisdizionale civile, ha costituito, in particolare, il fondamento sulla cui base sono state fissate le direttrici della ricerca. L’inquadramento del problema all’interno della cornice della cooperazione giudiziaria in materia civile, ha permesso di chiarire, innanzitutto, il ruolo che le misure coercitive sono chiamate ad assolvere sul piano del contenzioso comunitario. Vale a dire, quello di garantire la validità del principio della libera circolazione delle decisioni giudiziarie e, con esso, la piena vincolatività del comando giudiziale pronunciato in seno ad uno degli Stati membri.
Precisamente, l’oggetto dell’indagine è stato circoscritto alle modalità con cui le misure coercitive, o meglio, le decisioni che le applicano, sono ammesse a circolare nell’ambito dello spazio giudiziario europeo. La questione trova un accenno di disciplina all’interno del Reg. (CE) n. 44/2001 che ad essa dedica, all’art. 49, una scarna disposizione di riferimento. Sino ad ora, il compito di chiarire - almeno in parte - il contenuto e la portata di tale disposizione è stato demandato, da parte del legislatore comunitario, alla Corte di Giustizia, la quale è intervenuta fornendo alcune indicazioni di principio. Tali indicazioni, pur essendo in sé apprezzabili, hanno tuttavia trascurato totalmente di coordinare detta disciplina con altre norme poste dal Regolamento e di considerare l’aspetto, altrettanto cruciale, dell’innesto dello strumento nel tessuto normativo interno degli Stati membri.
In tale ottica, lo studio della materia è stato condotto cercando di dimostrare come quest’ultima si lasci apprezzare, pur con notevoli difficoltà interpretative, sulla base dell’applicazione dei medesimi presupposti generali che sovraintendono il riconoscimento e l’esecuzione delle decisioni giudiziarie nell’ambito dello spazio giudiziario europeo. L’intento cui si è cercato di dare soddisfazione nel corso dello svolgimento dell’intero lavoro risponde, invero, alla necessità di fornire una coerente sistemazione della materia nell’ambito della teorica generale del riconoscimento e dell’esecuzione delle decisioni infra-europe
La successione a titolo particolare nel diritto controverso
No full textLa presente indagine ha ad oggetto il fenomeno della successone nel diritto controverso e, più precisamente, la disciplina dettata a tal riguardo all’art. 111 del codice di rito.
É quest’ultima una disposizione normativa la cui interpretazione ha dato luogo, da più punti di vista, a incertezze particolarmente gravi, in ordine alle quali la riflessione dottrinale ha fornito risposte di segno diverso e, talora, nettamente contrapposto.
Si tratta peraltro, nella più gran parte dei casi, di incertezze scaturenti da quelli che sono i nodi ricostruttivi “strutturali” dell’istituto in parola ovvero – altrimenti detto – dalle difficoltà connaturate alla regolamentazione di un fenomeno (quale è il trasferimento lite pendente del rapporto giuridico litigioso) eccezionale e anomalo, come tale suscettibile d’esser inquadrato nella sistematica dell’ordinamento soltanto al prezzo di significative deroghe alla fisionomia ordinaria delle categorie dogmatiche coinvolte.
Proprio in considerazione dell’origine in larga misura “strutturale” delle difficoltà di deciframento dell’istituto della successione nel diritto controverso, risulta particolarmente opportuno accostarsi alla disamina dell’art. 111 c.p.c. collocandosi in una prospettiva d’indagine che, lungi dall’esaurire il proprio orizzonte ai confini spazio-temporali dell’ordinamento italiano vigente, abbracci invece, altresì, la dimensione comparatistica (tanto diacronica quanto sincronica) della ricerca.
Da questo punto di vista, un’attenzione peculiare deve essere riservata poi, fra tutte, all’esperienza germanica – pertanto, eletta a punto di riferimento costante della presente indagine -; ciò, per un verso, a motivo del fatto che proprio nella disciplina tedesca in tema di Veräuerung der in Streit befangenen Sache (§§ 265, 325, 727 dZPO) si rintracciano, senza dubbio alcuno, le matrici del nostro art. 111 c.p.c.; per l’altro, in ragione dello spiccato interesse manifestato dalla dottrina germanica, sin dagli albori del XX secolo, per la tematica de qua, interesse donde è scaturito un approfondimento teorico dell’istituto connotato da una latitudine e profondità d’indagine altrove sconosciute
Contributo dell'italiano alla formazione del lessico architettonico rinascimentale inglese
No full textLa ricerca presentata nella tesi verte sui rapporti tra lessico architettonico italiano e lessico architettonico inglese in età rinascimentale, con particolare attenzione all’ingresso degli italianismi nella tradizione vitruviana europea.
Le questioni a cui si è cercato di rispondere sono: quali siano le vie di diffusione della terminologia esaminata; quale sia la consistenza degli italianismi e quale quella dei latinismi nel lessico architettonico inglese del periodo preso in esame (e quale sia il ruolo degli studi vitruviani italiani nella diffusione della terminologia latina); quale sia la rispettiva presenza delle due anime del linguaggio architettonico italiano (termini di tradizione orale e termini di tradizione colta) nei testi tecnici (traduzioni e trattati) e nella prosa di artisti e appassionati d’arte inglesi; se vi siano differenze tra l’acquisizione del linguaggio architettonico italiano nell’Inghilterra elisabettiana e in epoca Stuart e quali siano. Per rispondere a tali interrogativi sono stati presi in esame testi eterogenei (trattati, traduzioni di testi italiani, opere lessicografiche, diari di viaggio, appunti e notazioni di artisti), di cui si è ricostruita la storia e la fitta rete di legami, e si sono descritte le scelte linguistiche, oggetto di uno spoglio confluito nel glossario finale. Si sono inoltre prese in considerazione le fonti capaci di testimoniare il clima culturale che fa da sostrato a tale produzione, attraverso l’analisi di inventari di biblioteche, documenti relativi alla presenza di artisti italiani in Inghilterra, lettere etc.
Dopo un breve excursus relativo alla tradizione e alla definizione del lessico architettonico italiano in età medievale e rinascimentale, la tesi si sofferma sulle tradizioni lessicografiche italiana e inglese tra Cinquecento e inizio del Seicento, ponendo a confronto le prime raccolte di vocaboli a carattere enciclopedico in cui è testimoniato il lessico dell’arte del costruire ("La fabrica del mondo" di Francesco Alunno, "La Tipocosmia" di Alessandro Citolini, "La piazza universale" di Tommaso Garzoni), la prima edizione del "Vocabolario della Crusca" e il "World of Words" di John Florio. Vengono poi analizzate le vie di penetrazione del lessico italiano in Inghilterra, individuando i principali protagonisti e i testi che maggiormente contribuiscono all’introduzione delle teorie architettoniche italiane e del lessico che le definisce. Sono a tal proposito analizzati "The first and chief groundes of Architecture" di John Shute, Il "Tracte" di Richard Haydocke, "The First [Fift] Booke of Architecture", che forniscono numerose prime attestazioni del lessico legato alla teoria degli ordini, ma anche, seppur in minor grado, di altri termini più genericamente connessi alla progettazione architettonica. Tali testi vengono fatti interloquire con i modelli italiani a cui si ispirano (o che traducono), ponendo in rilievo la scelta degli autori inglesi di adottare, nei confronti del lessico dei propri modelli, un processo selettivo che privilegia la forma latina di tradizione vitruviana. Sono poi analizzati gli apporti linguistici di alcuni testi della prima metà del XVII secolo: i diari di viaggio di Lassels, Rychard ed Evelyn che, nelle descrizioni delle città e dei monumenti, utilizzano termini architettonici non testimoniati dalla letteratura inglese precedente; un trattato, "The Elements" di Henry Wotton, che riscuote un enorme successo di pubblico e giunge ad avere numerose ristampe e traduzioni; le postille di Inigo Jones a margine della propria copia dei "Quattro Libri dell’architettura" di Andrea Palladio. Queste ultime costituiscono un documento unico dell’uso della terminologia architettonica nella prima metà del Seicento, sia per la figura d’eccezione a cui appartengono, sia per la natura non sorvegliata del testo, che è denso di tratti tipici della lingua orale e testimonia numerose forme non altrimenti attestate o presenti qui per la prima volta.
La tesi è corredata di un glossario, che costituisce il frutto dello spoglio dei testi della prima metà del XVII secolo presi in considerazione nel corso della ricerca
Role of timber diaphragms in the seismic response of unreinforced masonry (URM) buildings
No full textThe research presented in this thesis was focused on timber floor diaphragms in unreinforced masonry (URM) buildings. The work was divided into two phases. The first phase was aimed at the investigation of the effects of the in-plane behavior of timber diaphragms on the global seismic response of URM buildings. The second phase was dedicated to the assessment and retrofit of timber floors, with particular attention to the out-of-plane behavior.
A study on the equivalent frame method, which is a more and more appreciated masonry modeling technique, is presented. Both as-built and strengthened timber floors were addressed. In order to understand the influence of the masonry modeling method on the seismic response of URM structures when flexible diaphragms are concerned, a simplified elastic no tension method was proposed. Such method is able to describe the characteristic nonlinear behavior of masonry (due to extremely low tensile strength) by means of a series of linear analyses based on a Rankine failure criterion.
An in-situ testing campaign on full-scale 100 year old timber diaphragms is presented. Both mechanical and dynamic in-plane properties of wood diaphragms were investigated. Cyclic and snap back tests were carried out thanks to an innovative ad hoc loading system, developed by means of wire ropes and steel pulleys. The loading system was designed to reproduce a realistic inertial load distribution and to be lightweight, versatile and easily relocatable from one diaphragm section to the next. The effect of different refurbishment techniques was also probed during the experimental campaign.
The outcomes of a testing campaign regarding out-of-plane refurbishment techniques of existing timber floors by means of timber to timber composite structures are described. A numerical model based on the theory of composite beams with incomplete interaction, was calibrated to take into account the real load distribution and connector spacing.
An original procedure to camber timber beams by employing the compression pressure generated by screw fasteners is presented. The camber deflection is attained by superposing a timber reinforcement element on top of a beam and then connecting the two elements by means of screws inserted at 45° to the beam axis. Such method which is currently patent pending, was validated using data obtained from experimental testing. A mathematical formulation was also developed to describe the cambering procedure. A specific experimental campaign was therefore performed to precisely evaluate the amount of pressure that each screw is capable of yielding. Many parameters supposed to affect the compression force, were explored through 170 tests
Le architetture fortificate del Friuli Venezia Giulia colpite dal sisma del 1976. Studi e osservazioni su alcuni interventi realizzati, anche con riferimento alla circolare n.26 del 2/12/10 relativa alla valutazione e riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale
No full textLa presente tesi di dottorato affronta il tema delle architetture fortificate del Friuli Venezia Giulia colpite dal sisma del 1976 studiando alcuni interventi di restauro realizzati, anche con riferimento alla Circolare N.26 del 2/12/10 relativa alla valutazione del rischio sismico del patrimonio culturale, per comprendere l'importanza del ruolo sempre più rilevante assunto dalla conoscenza dei caratteri costruttivi, morfologici e tecnologici, dei dissesti pregressi, delle modalità di costruzione e stratificazione degli edifici storici nella definizione dei relativi interventi di riparazione e consolidamento, anche
alla luce dei recenti eventi sismici che hanno interessato il nostro territorio nazionale.
I recenti terremoti che hanno colpito l’aquilano e parte dell’Emilia Romagna, infatti, hanno fatto emergere una volta di più la debolezza e la fragilità del patrimonio architettonico storico, nonché l'importanza di mettere in atto un costante piano di manutenzione ed una corretta attività di prevenzione su manufatti che nel tempo hanno subito numerosi processi di trasformazione e
il naturale invecchiamento dei materiali.
Alcuni studi relativi all’analisi delle modalità costruttive e del danneggiamento di edifici storici a seguito di terremoti avvenuti in tempi meno recenti, hanno
dimostrato l’efficacia degli esiti e della metodologia condotta, suggerendo anche una serie di tecniche di intervento appropriate.
Ci si riferisce in particolare ai risultati delle ricerche intraprese agli inizi degli anni ’90 sulle chiese friulane colpite dal sisma del 19761 che hanno consentito di affrontare lo studio della propensione al danneggiamento di una peculiare tipologia edilizia costituita dagli edifici ecclesiastici, nonché agli studi condotti a seguito del terremoto umbro-marchigiano del 1972.
Proprio questi ultimi studi hanno portato alla definizione di un repertorio di soluzioni di interventi di restauro finalizzati al miglioramento del comportamento in caso di sisma, contribuendo in modo significativo a definire l’importanza del concetto di vulnerabilità sismica3 e di
macroelemento4.
Ulteriori studi sul danneggiamento del patrimonio architettonico fortificato del Friuli Venezia Giulia colpito dal sisma del 19765, realizzati ripercorrendo nella
metodologia e nell’iter concettuale gli studi intrapresi sulle chiese friulane, hanno consentito di affrontare efficacemente la questione della vulnerabilità e del reale comportamento sotto l'azione sismica, non ipotizzabile a priori mediante il calcolo strutturale.
Sebbene sia improprio trasferire a priori dei dati di sintesi validi per le chiese o per gli edifici ordinari a degli organismi strutturali come i castelli (in quanto
questi presentano caratteristiche geometriche,dimensionali, tipologiche e costruttive diverse), dalle analisi e dalle ricerche compiute nel corso della presente tesi di dottorato è emerso che alcune dinamiche di danneggiamento
osservabili nelle architetture fortificate possono essere ricondotte a quelle già osservate sulle chiese.
Si è potuto osservare che numerose interpretazioni e schematizzazioni relative al comportamento delle chiese, con particolare riferimento all’individuazione di cinematismi dei macroelementi sono riconducibili alle
dinamiche di danneggiamento proprie dei complessi castellani (ad esempio, il “mastio” di un castello può essere ricondotto al macroelemento “torre campanaria” degli edifici ecclesiastici), fermo restando la peculiarità
complessiva del manufatto
The state and transnational organized crime: a case study analysis of criminal opportunities in the Russian Federation and the United States
No full textThe concern with the role of failing and post-conflict states as incubators of transnational organized crime (TOC) was a recurrent theme in research in the 1990s. Because of deep-seated institutional failures, instability and impoverishment, weak states were considered as crime-facilitative environments, in which criminal organizations were provided with rewarding criminal opportunities and a high degree of immunity. The resilience of properly functioning states has often been taken for granted in mainstream accounts of TOC. Fragmented but nevertheless important empirical data provide evidence that TOC has established in many countries around the world irrespective of high levels of economic development and outstanding governance.
This dissertation studies the nexus between state features and TOC. In order to do so, a qualitative analysis of the formation of criminal opportunities within different types of states is offered. Two case studies, the Russian Federation (the North Caucasus region) and the United States (the US-Mexico border area) were selected for the analysis. Although the two states have encountered similar security problems such as those related to securing extended borders, fighting terrorism and TOC, they have experienced different patterns of relative success and failure circumscribed by their contrasting governance, economic and security capacities as well as different roles, perspectives and ambitions on global and regional agendas.
Based on the data collected from interviews with experts in Moscow and in Washington, D.C., the analysis of official reports, secondary literature and the mass media, the dissertation offers both the knowledge base on organized crime groups and specific criminal offences, as well as develops a comparative framework for the study of criminal opportunities in the context of poorly functioning and properly-performing states defined along Weberian categories of statehood.
The analysis of the data was performed to develop a typology of criminal opportunities for TOC. Three major categories are distinguished. Criminal opportunities of a-type are characteristic of poorly functioning states and presuppose a vicious downward spiral, in which deteriorating political, economic and security institutions as well as the presence of illicit armed groups and lawless zones generate unprecedented criminogenic opportunities such as in the case of the Russian Federation during the two large-scale wars in Chechnya and the post-conflict reconstruction years.
Criminal opportunities of b-type refer to situations, when policies adopted by developed democracies accidentally facilitate transnational criminal activities, thus, creating more lucrative criminal opportunities. Based on the analysis of criminal activities at the US-Mexico border, the dissertation argues that properly functioning states that endorse vastly penalizing security policies create the criminogenic environment that instigates more sophisticated and resourceful criminal strategies.
Finally, not only state qualities define criminal opportunities. The nature of the systemic environment is a crucial contributing factor to the formation of criminal opportunities of c-type. The findings suggest that TOC triumphs in the circumstances of criminogenic asymmetries constituted by systemic gaps between those states that are affluent and secure and those that are poor and ungoverned. Discrepancies between properly functioning states and zones of instability generate lucrative opportunities for the creation of black markets. This said, criminal opportunities may not only be produced by states but also by a particular composition of asymmetric relationships among states.
Although non-exclusive and often overlapping, the patterns of the formation of criminal opportunities studied in this dissertation are important as they provide greater detail about the concept of a criminal opportunity and shed light to the role of the state as target and a facilitator of TOC
Cognition of Parenting: The effect of biological factors and cognitive processes and their interaction on adult responsiveness to baby signals
No full textIn the last decade, neurobiological studies have focused efforts on investigating the biological substrates (i.e., cerebral structures, neurotransmitters, and hormones) underlying parental attuned behavior to salient infant stimuli (i.e., infant cries), that plays an important role in child affective, social, and cognitive development (Venuti, 2007; Bornstein, 2002). Both human and animal studies have primarily focused on the neurobiology of mothers and have shown that subcortical and cortical cerebral structures such as the prefrontal cortex, thalamocingulate network, hypothalamus, amygdala, and substantia nigra are important in maternal motivation and attuned behaviors (Barrett & Fleming, 2010; Swain, Lorberbaum, Kose, & Strathearn,2007). However, there is a lack of literature concerning gender differences and only a few studies have investigated the sensitivity of response to infant stimuli in non-parent adults (Caria, de Falco, Venuti, Lee, Esposito, Rigo, Birbaumer & Bornstein, 2012; Glocker, Langleben, Ruparel, Loughead, Gur & Sachser, 2009; Parsons, Young, Kumari, Stein & Kringelbach, 2011; Montoya, Landi, Kober, Worhunsky, Rutherford, Mencl, Mayes & Potenza, 2012).
In this research project we focused our investigations on mechanisms in human adults (parents and non-parents) involved in parental care, and in specific: (a) on neural mechanisms underlie BOLD response to infant vocalizations, crying in particular; (b) on brain changes (grey matter volume) occurring during the early postpartum period in new fathers.
Using functional magnetic resonance imaging (fMRI), in the first study (second chapter) we looked at gender differences in resting-state brain activation associated with the cry condition at the default mode network (DMN) level in a sample of healthy adults (parents and nonparents). The design was balanced by parental status and gender. The DMN is preferentially activated when individuals are not involved in externally oriented tasks, namely during the mind wandering and it is deactivated during external goal-oriented activities.
In the second longitudinal study (third chapter) we investigated in new fathers the GM volumes change amongst 2-4 weeks and 3-4 months postpartum in brain areas responsible for parental behaviors over time during the early postpartum period. Anatomical changes and their relationships with parenting behaviors have never been examined in human fathers despite the importance of paternal care for child development.
In the third study (fourth chapter) we investigated, using fMRI and behavioral (Response Time RT) techniques, how the pattern of cerebral activation when listening to infant cry modulates concomitant behavioral tasks, which could require or not require the attention toward the cry stimuli, and thus affecting parental responsiveness
Temporal windows and visual capacity
No full textThe present work aims to arrive at a functional understanding of the visual computations within one perceptual instant of time. When perceiving the external world, we feel surrounded by a sensory environment that extends continuously into both space and time. However, the content of conscious thought consists of coherent scenes containing a limited number of discrete objects as an invariant percept within one particular instance of time. Here, vision is investigated as a process that extracts spatio-temporally invariant information about the physical world and at the same time integrates the current perceptual representation into a dynamic stream of visual impressions