7,908 research outputs found
Complexity: A new paradigm for fracture mechanics
No full textThe so-called Complexity Sciences are a topic of fast growing interest inside the scientific community. Actually, researchers did not come to a definition of complexity, since it manifests itself in so many different ways [1]. This field itself is not a single discipline, but rather a heterogeneous amalgam of different techniques of mathematics and science. In fact, under the label of Complexity Sciences we comprehend a large variety of approaches: nonlinear dynamics, deterministic chaos theory, nonequilibrium thermodynamics, fractal geometry, intermediate asymptotics, complete and incomplete similarity, renormalization group theory, catastrophe theory, self-organized criticality, neural networks, cellular automata, fuzzy logic, etc. Aim of this paper is at providing insight into the role of complexity in the field of Materials Science and Fracture Mechanics [2-3]. The presented examples will be concerned with the snap-back instabilities in the structural behaviour of composite structures (Carpinteri [4-6]), the occurrence of fractal patterns and selfsimilarity in material damage and deformation of heterogeneous materials, and the apparent scaling on the nominal mechanical properties of disordered materials (Carpinteri [7,8]). Further examples will deal with criticality in the acoustic emissions of damaged structures and with scaling in the time-to-failure (Carpinteri et al. [9]). Eventually, results on the transition towards chaos in the dynamics of cracked beams will be reported (Carpinteri and Pugno [10,11])
Uniaxial tensile test and fractal evaluation of softening damage in concrete
No full textIn a previous work (Carpinteri et al. 1998) the authors showed how to acquire the meso-structural characteristics of undamaged concrete-like materials by a peculiar laser equipment (Carpinteri et al. 1999). In order to extend the analysis to damaged disordered materials, a new direct tension test equipment has been developed, that minimizes flexural effects by freely rotating boundary conditions. Increasing levels of damage are obtained, after reaching the peak load, by proceeding along the descending strain-softening curve. After the desired damage level is reached, the load is removed and the specimen is cut to permit the laser acquisition of the most damaged zone. The progressive rarefaction of the effective stress-carrying cross section is described by means of fractal concepts. It is worth noting that both the fractal dimension and the measure of the stress carrying cross section decrease after the peak load, and vanish when the specimen is broken apart. Finally, a powerlaw relation is proposed for the fractal dimension of the effective cross section as a function of damage
Closure to: Structural monitoring and integrity assessment of medieval towers, by Alberto Carpinteri and Giuseppe Lacidogna
No full textMRH method and modified C-S (Carpinteri-Spagnoli) criterion
No full textIn the present paper, a new formulation of the modified C-S criterion is discussed.
The modified C-S criterion is a critical-plane-based multiaxial high-cycle fatigue criterion, where the multiaxial fatigue limit condition is represented by a quadratic combination of the equivalent normal stress and the shear stress amplitude, acting on the critical plane. The new formulation here proposed consists in the implementation of the Maximum Rectangular Hull (MRH) method (to evaluate the shear stress amplitude), which is very simple and computationally more efficient
than the Minimum Bounding Circle method. Some experimental data available in the literature are analysed, and the fatigue strength estimations determined by applying both the above new formulation of the modified C-S criterion (based on the critical plane approach) and the Araújo et al. criterion (based on the stress invariants approach) are compared
A truncated statistical model for analyzing the size-effect on tensile strength of concrete structures
No full textThe statistical model presented in this paper assumes a truncated defect size distribution and predicts a scale effect in complete accordance with that of the Multifractal Scaling Law proposed by Carpinteri (1994a) and Carpinteri et al. (1994a, 1994b, 1995). This truncated distribution model is based on the weakest link concept and aims at evaluating the size effect on the nominal tensile strength of concrete. The expression of the truncated distribution is a Beta-Distribution. The structural failure occurs when the most dangerous defect reaches the propagation critical condition, based on a local LEFM failure criterion. By using this local failure condition, it is possible to obtain the local strength distribution. The global failure probability is obtained by the composition of the n independent local failure conditions. The paper ends with the presentation of the results obtained by this model and with the comparison with some experimental dat
Calcolo delle Strutture Isostatiche
No full textI numerosi esercizi sulle strutture isostatiche proposti nel presente volume sono stati risolti completamente, riportando, oltre ai diagrammi delle caratteristiche della sollecitazione interna, la curva delle pressioni e il poligono delle forze attive e reattive. Inoltre, nel caso di diversi esercizi, si è verificata una reazione vincolare interna, applicando il Principio dei Lavori Virtuali per i sistemi di corpi rigidi, così come i due Teoremi delle Catene Cinematiche riguardanti i centri di rotazione assoluta e relativa. In altri casi si è calcolato invece uno spostamento elastico o una rotazione elastica, applicando il Principio dei Lavori Virtuali per i sistemi di travi elastiche. La teoria su cui si basano i metodi di risoluzione proposti, così come la stessa simbologia utilizzata, si riferiscono ai Volumi 1 e 2 della presente Collana di Ingegneria Strutturale ("Scienza delle Costruzioni 1 e 2", autore: Alberto Carpinteri, Pitagora Editrice Bologna, 1992). L'opera si sviluppa in quattro diversi capitoli, in ordine crescente di difficoltà concettuale, così come viene usualmente fatto dalla maggior parte delle Scuole Italiane: (1) Strutture reticolari; (2) Travi Gerber; (3) Archi a tre cerniere; (4) Strutture chiuse. Pur presentando geometrie strutturali e condizioni di vincolamento assai varie, le tipologie studiate risultano essere in tutti i casi analoghe a quelle che si possono incontrare nella pratica professionale (strutture di grande luce, ponti, coperture, apparecchi di sollevamento, etc.)
Un approccio statistico per la verifica della legge di scala multifrattale sulla resistenza dei materiali disordinati
No full textNel presente lavoro si analizza il fenomeno della variazione della resistenza nominale a trazione dei materiali mediante un modello statistico multiparametrico, caratterizzato da una distribuzione dimensionale troncata per i difetti. Il modello è basato sul noto concetto dell'anello più debole della catena proposto da Weibull (1939) mentre per la distribuzione troncata si è utilizzata una Beta-Distribution. Il collasso strutturale avviene quando si raggiunge la condizione critica di propagazione in corrispondenza del difetto più pericoloso; il criterio di propagazione viene espresso secondo quanto indicato dalla Meccanica della Frattura Elastica Lineare (LEFM). Mediante il criterio di propagazione viene ottenuta la distribuzione della probabilità di collasso locale. La probabilità di collasso globale viene poi ricavata come composizione statistica di n probabilità di collasso locali indipendenti. Il modello consente di valutare il decremento della resistenza nominale a trazione al crescere della dimensione strutturale. I risultati ottenuti con questo modello confermano quanto previsto dalla Legge di Scala Multifrattale (MFSL) proposta da Carpinteri (1994a) e Carpinteri et al. (1994a, 1994b, 1995
XXI Congresso Associazione Italiana di Meccanica Teorica e Applicata, Torino, 17-20 settembre 2013 - Volume dei Sommari
No full textPRESENTAZIONE.
Il Congresso AIMETA torna a Torino dopo 27 anni. Ricordiamo con affetto lo splendido lavoro svolto dal Presidente del Comitato Organizzatore di allora, il Prof. Bruno Piombo, recentemente e prematuramente scomparso. Da quell’ ormai lontano Settembre 1986, quando il secondo autore di questa presentazione era stato appena chiamato dalla Facoltà di Ingegneria del Politecnico, all’attuale Settembre 2013 il passo è lungo e tanta acqua è passata sotto i ponti della ricerca scientifica in Meccanica Teorica e Applicata. Gli ultimi sviluppi e le più recenti applicazioni ci parlano di nuovi materiali artificiali ispirati alla biologia, nano-strutturati e gerarchici, ovvero simulano e mitigano gli eventi naturali più ostili (terremoti, eruzioni vulcaniche, alluvioni, uragani) per cui tutti gli elementi empedoclei sembrano ribellarsi alla vita dell’Uomo sulla Terra. Ma la sfida della Meccanica verso le nuove Discipline nate più tardi con l’Illuminismo e la Rivoluzione Industriale non appare terminare qui. Il dubbio che l’origine di tutti i fenomeni sia comunque di natura meccanica viene oggi alimentato da diversi filoni di studio: dalla Mechano-Chemistry alla Mechanical Transduction nella trasmissione dei segnali a livello cellulare, sino alle Low Energy Nuclear Reactions (LENR) a livello sub-atomico. Che la Meccanica non riesca a riprendere lo scettro sottrattole via via, negli ultimi due secoli, dalle nuove frontiere della Fisica (Termodinamica, Ottica, Elettromagnetismo, Relatività e Quantistica)? Quest’anno potremmo avere un nume tutelare in G.L. Lagrange, grande matematico e meccanico Torinese, di cui ricorre il bicentenario dalla morte. Oggi più che mai figura emblematica anche per lo sviluppo delle sue principali attività avvenuto quasi interamente all’estero: un caso ante litteram di “fuga dei cervelli”.
Il Congresso che andiamo a celebrare è articolato in tre Sessioni Plenarie ospitanti cinque Relazioni Generali ad invito, tenute da autorevoli personalità scientifiche, anche internazionali, che appartengono al mondo accademico e industriale, e in 63 Sessioni Parallele, i cui contributi sono offerti da relatori provenienti da una vasta comunità scientifica nazionale.
I vari contributi sono stati selezionati e raggruppati dal Comitato Scientifico negli usuali Settori della Meccanica Teorica ed Applicata. A questi si sono aggiunti ben12 Minisimposi su argomenti a carattere fortemente innovativo e di frontiera. Il presente volume raccoglie i 317 Sommari delle Memorie presentate al Congresso, suddivisi tra i Settori della Meccanica e le tematiche dei Minisimposi. Tutte le Memorie sono state peraltro raccolte nel CD-ROM allegato.
Desideriamo in primo luogo esprimere un sincero ringraziamento ai Relatori Generali, agli Autori delle memorie e a tutti i Partecipanti. Un vivo apprezzamento va quindi ai membri del Consiglio Direttivo dell'Associazione AIMETA e in particolare al Presidente, il Prof. Carlo Cinquini, per il suo gradito coinvolgimento nella pianificazione del Congresso.
La nostra riconoscenza va poi ai membri del Comitato Scientifico, per l'efficace lavoro di selezione e indirizzo. Un sentito ringraziamento va anche ai membri del Comitato Organizzatore, così come agli Organizzatori dei Minisimposi che, con la loro preziosa collaborazione, hanno notevolmente arricchito i contenuti del convegno. Desideriamo rivolgere una menzione particolare al nostro Ateneo, il Politecnico di Torino, ed al Rettore, il Prof. Marco Gilli, per avere sostenuto fin dall’ inizio questa iniziativa. Siamo inoltre molto grati agli Enti Patrocinanti, l’Accademia delle Scienze di Torino e il Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici, e agli Enti Sponsorizzatori che, con il loro generoso contributo, hanno consentito un'adeguata organizzazione del Congresso.
Auguriamo infine a tutti proficue ed interessanti giornate di studio, così come una gradevole permanenza a Torino.
Giuseppe Lacidogna
Presidente del Comitato Organizzatore,
Alberto Carpinteri
Presidente del Comitato Scientific
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