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Questions and Answers

Nel contesto del cerchio di Mohr, cosa rappresenta il centro della circonferenza?

  • Il punto di massima tensione tangenziale.
  • Il punto intermedio tra le tensioni principali. (correct)
  • Il polo di rappresentazione dello stato di tensione.
  • L'origine degli assi nel piano di Mohr.

Cosa rappresentano i punti massimi della circonferenza sull’asse delle tensioni normali nel cerchio di Mohr?

  • Le tensioni principali. (correct)
  • Le tensioni tangenziali massime.
  • Il polo di rappresentazione dello stato di tensione.
  • Le deformazioni massime del materiale.

Cosa rappresentano i punti massimi della circonferenza lungo l’asse delle tensioni tangenziali nel cerchio di Mohr?

  • Le tensioni normali massime.
  • Le tensioni principali.
  • Le deformazioni massime.
  • Le tensioni tangenziali massime. (correct)

Quale dei seguenti punti rappresenta il polo di rappresentazione dello stato di tensione nel cerchio di Mohr?

<p>$(σ_1, -τ_{12})$ (B)</p> Signup and view all the answers

Quale dei seguenti requisiti deve soddisfare una deformazione per essere considerata reale secondo gli assiomi di continuità?

<p>Deve essere una legge biettiva. (C)</p> Signup and view all the answers

Cosa implica il principio di impenetrabilità della materia nel contesto degli assiomi di continuità delle deformazioni?

<p>Che ad ogni punto della configurazione di riferimento corrisponde un unico punto nella configurazione attuale. (C)</p> Signup and view all the answers

In uno spazio tridimensionale, da cosa è definita la posizione di un punto ⃗x nel riferimento attuale, in relazione alla deformazione di un corpo?

<p>Da tre funzioni scalari. (A)</p> Signup and view all the answers

Cosa si intende per 'piazzamento di riferimento' di un corpo B nello studio delle deformazioni?

<p>La regione di spazio occupata dal corpo in condizioni di riposo. (D)</p> Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni descrive correttamente la relazione tra il tensore delle tensioni (T) e il tensore di rotazione infinitesima (W) quando si considerano spostamenti infinitesimi?

<p>La relazione Z T · W = 0 vale se e solo se il tensore delle tensioni T è simmetrico. (D)</p> Signup and view all the answers

Cosa implica l'assioma di Eulero nel contesto degli spostamenti infinitesimi e delle forze interne in un corpo?

<p>δP ⃗tn̂ · ⃗u + P b · ⃗u = ⃗r(P ) = 0 implica che il lavoro virtuale delle forze interne è nullo per spostamenti rigidi infinitesimi. (A)</p> Signup and view all the answers

In un elemento cubico soggetto a sole tensioni normali, cosa si può concludere se le direzioni principali del tensore delle tensioni non sono allineate con il sistema di riferimento?

<p>Il tensore delle tensioni è caratterizzato anche da tensioni tangenziali. (C)</p> Signup and view all the answers

In uno stato di compressione o trazione uniforme, come sono correlate le tensioni nelle direzioni principali?

<p>Sono tutte uguali tra loro. (C)</p> Signup and view all the answers

Se tutte le componenti del tensore delle tensioni normali su un cubo sono positive e concordi con il sistema di riferimento, quale condizione di stress si verifica?

<p>Trazione. (D)</p> Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni descrive meglio il significato del lemma di Cauchy?

<p>La tensione su un piano con normale opposta ha la stessa magnitudine ma direzione opposta rispetto alla tensione sul piano originale. (D)</p> Signup and view all the answers

Nella dimostrazione del lemma di Cauchy, perché si assume che il corpo sia in equilibrio?

<p>Per poter applicare gli assiomi di Eulero e le equazioni della statica del corpo rigido. (B)</p> Signup and view all the answers

Considerando un corpo soggetto a spostamenti infinitesimi, quale relazione matematica lega il tensore gradiente degli spostamenti rigidi (∇⃗urig) e il tensore emisimmetrico (W)?

<p>∇⃗urig = W ∈ Skw (A)</p> Signup and view all the answers

Qual è il ruolo degli assiomi di Eulero nella derivazione del lemma di Cauchy?

<p>Gli assiomi di Eulero garantiscono che la somma delle forze e dei momenti sia zero, consentendo di semplificare le equazioni di equilibrio. (D)</p> Signup and view all the answers

In un'analisi dello stato di tensione, quando le direzioni principali di un tensore delle tensioni sono allineate con il sistema di riferimento, come può essere descritto il tensore?

<p>Il tensore contiene solo componenti normali. (B)</p> Signup and view all the answers

Se la risultante delle forze su un corpo non è zero, cosa si può concludere riguardo al lemma di Cauchy?

<p>Il lemma di Cauchy non è applicabile perché si basa sull'equilibrio del corpo. (B)</p> Signup and view all the answers

Se le componenti del tensore delle tensioni normali su un cubo sono negative, ciò indica che il cubo è soggetto a:

<p>Compressione (C)</p> Signup and view all the answers

Nella dimostrazione del lemma di Cauchy, perché si suddividide il corpo B in due parti, B+ e B-?

<p>Per poter studiare le tensioni interne generate dal piano di taglio definito dalla normale n̂. (C)</p> Signup and view all the answers

Supponendo che $ \vec{t_n} = (10, -5, 3) $ su una superficie con normale $ \hat{n} $, quale sarebbe $ \vec{t_{-n}} $ secondo il lemma di Cauchy?

<p>$ \vec{t_{-n}} = (-10, 5, -3) $ (D)</p> Signup and view all the answers

Come cambierebbe la dimostrazione del lemma di Cauchy se si considerassero anche momenti concentrati agenti sul corpo?

<p>La dimostrazione diventerebbe più complessa, richiedendo l'inclusione di termini aggiuntivi nelle equazioni di equilibrio rotazionale. (D)</p> Signup and view all the answers

In che modo il teorema di Piola si collega al lemma di Cauchy?

<p>Il teorema di Piola utilizza il lemma di Cauchy per definire le condizioni di equilibrio di un corpo deformabile. (C)</p> Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni descrive meglio la condizione di equilibrio per un sistema di forze S applicato a un corpo, secondo la definizione fornita?

<p>La potenza totale spesa su un qualsiasi punto del corpo, considerando uno spostamento rigido infinitesimo, deve essere zero. (A)</p> Signup and view all the answers

Nella dimostrazione del teorema di equilibrio, quale espressione rappresenta lo spostamento rigido infinitesimo ⃗uri?

<p>⃗uri = ⃗uO + ω ⃗ ∧ (⃗x − O) (D)</p> Signup and view all the answers

Cosa implica il teorema di Cauchy riguardo al tensore degli sforzi T in un corpo in equilibrio?

<p>Che T è un tensore di secondo ordine tale che ⃗tn̂(X) = T · n̂ ∀X ∈ B, e che div(T(X)) + ⃗b(X) = ⃗0 ∀X ∈ Ḃ. (A)</p> Signup and view all the answers

In una sezione rettangolare soggetta a torsione, quale affermazione descrive meglio la distribuzione delle tensioni tangenziali?

<p>Non lineare, dipendente da un fattore di forma geometrico. (D)</p> Signup and view all the answers

Se il tensore degli sforzi T è tale che T = TT, cosa si può concludere?

<p>Il tensore degli sforzi è simmetrico. (A)</p> Signup and view all the answers

Considerando il tetraedro di Cauchy, quale relazione lega l'area della faccia obliqua dA con le aree delle altre facce Ai?

<p>Ai = A(n̂ ⋅ êi) (A)</p> Signup and view all the answers

Quale parametro influenza maggiormente la tensione tangenziale massima ($\tau_{MAX}$) in una sezione rettangolare, secondo la formula fornita?

<p>Il momento torcente applicato ($M_z$) e le dimensioni ($h$ e $b$) della sezione. (C)</p> Signup and view all the answers

Cosa rappresenta l'analogia idrodinamica nel contesto della torsione?

<p>Una similitudine tra il flusso di un fluido in rotazione e lo stato di tensione di un solido sottoposto a torsione. (A)</p> Signup and view all the answers

Nel contesto del teorema di Cauchy, supponiamo che la divergenza del tensore degli sforzi sia non nulla in un punto all'interno del corpo (Ḃ). Cosa implica questo?

<p>È presente una forza di volume in quel punto. (D)</p> Signup and view all the answers

Secondo gli assiomi di Eulero, quale condizione deve essere soddisfatta affinché un corpo sia in equilibrio sotto l'azione di un sistema di forze S = {⃗b; ŝ; ⃗tn̂ }?

<p>La somma vettoriale di tutte le forze esterne e la somma dei momenti di tutte le forze esterne rispetto a un punto arbitrario devono essere entrambe uguali a zero. (A)</p> Signup and view all the answers

Secondo l'analogia idrodinamica, cosa succede alle linee di flusso in una sezione soggetta a torsione uniforme in presenza di restringimenti?

<p>Si addensano, aumentando l'intensità delle tensioni. (D)</p> Signup and view all the answers

Nella teoria di Bredt applicata a sezioni cave sottili, cosa rappresenta la linea media γ?

<p>Una linea che descrive la forma della sezione cava. (A)</p> Signup and view all the answers

La potenza spesa P⃗(P)[⃗uri] è definita come l'integrale di quali quantità?

<p>Integrale del prodotto scalare tra la forza di volume e lo spostamento rigido, e tra la forza superficiale e lo spostamento rigido, su tutto il corpo. (C)</p> Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni descrive meglio le condizioni imposte all'estremità bloccata (z=0) del solido, per derivare le equazioni di congruenza?

<p>Sono impedite sia traslazioni che rotazioni rigide, imponendo $\delta x = \delta y = \delta z = 0$. (A)</p> Signup and view all the answers

Considerando le equazioni di congruenza fornite, quale componente di deformazione è direttamente proporzionale al momento flettente Mx e inversamente proporzionale al prodotto EJx?

<p>Ezz (A)</p> Signup and view all the answers

Dopo l'integrazione delle equazioni di congruenza, quale forma assume il campo degli spostamenti nel piano πyz a deformazione avvenuta?

<p>Parabolica (C)</p> Signup and view all the answers

Cosa rappresenta la linea d'asse dopo la deformazione, quando si osserva il piano πyz?

<p>La linea elastica della trave (C)</p> Signup and view all the answers

Data l'espressione per lo spostamento 'u' come $u = -\frac{\nu M_x}{EJ_x}XY$, come varia 'u' con l'aumentare del momento flettente $M_x$, mantenendo costanti gli altri parametri?

<p>'u' aumenta linearmente. (B)</p> Signup and view all the answers

Considerando l'espressione per lo spostamento 'v', quale effetto ha l'aumento del modulo di Young 'E' sullo spostamento verticale, mantenendo costanti gli altri parametri?

<p>'v' diminuisce linearmente. (D)</p> Signup and view all the answers

Nell'espressione per 'w', $w = \frac{M_x}{EJ_x}YZ$, cosa implica un valore negativo di $M_x$ (considerando Y e Z positivi)?

<p>Uno spostamento negativo in direzione z. (D)</p> Signup and view all the answers

Se il coefficiente di Poisson $ \nu $ aumenta, come influenza questo lo spostamento 'v' dato da $v = -\frac{M_x}{2EJ_x} [z^2 - \nu(X^2 - Y^2)]$, assumendo che $z^2 < \nu(X^2 - Y^2)$?

<p>'v' diminuisce. (A)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Lemma di Cauchy

Afferma che la tensione su una superficie con normale opposta ha la stessa magnitudine ma direzione opposta.

Corpo in equilibrio

Sistema di forze agenti su un corpo in cui la risultante di tutte le forze e i momenti è zero.

Assiomi di Eulero

Assiomi fondamentali che descrivono l'equilibrio di un corpo continuo sotto l'azione di forze.

Tensione superficiale (ŝ)

Forza distribuita per unità di area che agisce sulla superficie del corpo.

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Forza di volume (⃗b)

Forza distribuita per unità di volume che agisce all'interno del corpo.

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Risultante delle forze (⃗r)

La risultante delle forze su una parte del corpo è zero quando il corpo è in equilibrio.

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Teorema di Piola

Permette, sulla base degli assiomi di Eulero, di definire l’equilibrio di un corpo.

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Piano di normale n̂

Piano che divide un corpo continuo in due parti, utilizzato nell'analisi delle forze interne.

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Spostamenti Infinitesimi

In presenza di spostamenti infinitesimi, lo spostamento ⃗u è uguale a ⃗uri.

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∇⃗urig = W ∈ Skw

In presenza di spostamenti infinitesimi, ∇⃗urig = W ∈ Skw, dove W è un tensore emisimmetrico.

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Tensore Simmetrico

Se T = T T, il tensore T è simmetrico.

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Direzioni Principali

Direzioni in cui le tensioni sono normali alle superfici.

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Tensore di Tensioni Normali

Tensore che descrive solo le tensioni normali alle superfici di un cubo.

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Trazione

Tensioni positive (concordi con il sistema di riferimento).

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Compressione

Tensioni negative (discordi con il sistema di riferimento).

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Sistema di Forze Bilanciato

Un sistema di forze è bilanciato se la potenza spesa su ogni punto del corpo durante uno spostamento rigido infinitesimo è zero.

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Definizione di Potenza (in meccanica)

La potenza è il prodotto della forza per uno spostamento, che rappresenta il lavoro fatto.

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Spostamento Rigido

Uno spostamento rigido è la somma di una traslazione (⃗uO) e una rotazione (ω ⃗ ∧ (⃗x − O)) attorno a un polo O.

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Assiomi di Eulero (Equilibrio)

Gli assiomi di Eulero affermano che la risultante delle forze e dei momenti agenti su un corpo in equilibrio devono essere zero.

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Teorema di Cauchy (Tensore degli Sforzi)

Se un corpo è in equilibrio, esiste un tensore degli sforzi (T) tale che la forza sulla superficie è data da ⃗tn̂ (X) = T · n̂.

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Equazione di Equilibrio di Cauchy

In equilibrio, la divergenza del tensore degli sforzi più la forza del corpo è zero: div(T (X)) + ⃗b(X) = ⃗0.

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Tetraedro di Cauchy

Il tetraedro di Cauchy è un elemento infinitesimo utilizzato per derivare le relazioni tra le tensioni agenti su diverse facce di un corpo.

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Cerchio di Mohr

Rappresenta graficamente lo stato di tensione su un punto.

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Tensioni Normali

L'asse orizzontale (σ) nel piano di Mohr.

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Tensioni Tangenziali

L'asse verticale (τ) nel piano di Mohr, con valori positivi verso il basso.

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Stati Principali di Tensione

Punti sull'asse delle ascisse (σ) nel cerchio di Mohr, che rappresentano le tensioni massime e minime.

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Centro del Cerchio di Mohr

Punto intermedio tra i punti A e B (stati principali) nel cerchio di Mohr.

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Polo di Rappresentazione

Punto nel piano (x1, x2) che rappresenta lo stato di tensione.

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Tensioni Principali (Cerchio di Mohr)

Valori massimi della circonferenza sull'asse delle tensioni normali.

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Tensioni Tangenziali (Cerchio di Mohr)

Valori massimi della circonferenza lungo l'asse delle tensioni tangenziali.

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Tensioni tangenziali (sez. rettangolare)

Nelle sezioni rettangolari, la distribuzione delle tensioni tangenziali non è lineare.

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Tensione tangenziale massima

Tensione tangenziale massima in una sezione, dipende da un fattore geometrico α hb.

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Analogia idrodinamica

Equivalenza tra il flusso di un fluido in rotazione e lo stato di tensione in un solido sollecitato a torsione.

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Linee di flusso (torsione)

Le linee di flusso si addensano nei restringimenti, aumentando l'intensità delle tensioni.

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Sezioni cave sottili

Sezione chiusa cava sottile sollecitata da un momento flettente Mz, caratterizzata da una linea media γ e spessore b(s).

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Bloccare un'estremità

Imporre traslazioni e rotazioni rigide pari a zero a un'estremità di un solido.

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Equazioni di congruenza

Relazioni matematiche che assicurano la continuità del materiale dopo la deformazione.

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Epsilon xx (Exx)

Deformazione lungo l'asse x dovuta alla flessione.

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Epsilon yy (Eyy)

Deformazione lungo l'asse y dovuta alla flessione.

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Epsilon zz (Ezz)

Deformazione lungo l'asse z causata dal momento flettente.

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Epsilon xy (Exy)

Componente di taglio della deformazione, che misura la distorsione angolare.

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Epsilon xz (Exz)

Componente di taglio della deformazione, che misura la distorsione angolare.

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Epsilon yz (Eyz)

Componente di taglio della deformazione, che misura la distorsione angolare.

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Study Notes

Ecco gli appunti di studio dettagliati basati sul testo fornito:

Analisi delle Tensioni

  • Il compito dell'ingegnere è studiare le strutture sotto carico, analizzando spostamenti, deformazioni e tensioni.

Sistema di Forze

  • Si esaminano le forze agenti su un corpo B nello spazio.
  • Queste forze si suddividono in forze di volume (es. gravità), forze di superficie esterna (es. forza applicata per spostare un oggetto), e forze di superficie interna (interazione tra le parti del corpo).
  • Si assegna un campo di forze che agisce sul corpo in ogni punto x.
  • La densità di volume è definita come: б = б(х) [F/L3]
  • La densità di superficie esterna è: S = S(x) [F/L2]

Concetto di Tensione

  • Le forze interne tra le parti di un corpo sono chiamate tensioni.
  • Cauchy ha introdotto questo concetto basandosi sulle ipotesi di Eulero.

Postulato di Eulero

  • Considerando un corpo B con forze di volume b e superficie esterna ŝ, un piano π divide il corpo in B+ e B¯.
  • L'azione di B+ su B¯ attraverso una sezione ∆A contenente x è equivalente ad un campo di forze interne su ∆Α.
  • Si definiscono R(A) e M(A) come la risultante delle forze e dei momenti sulla sezione A.

Postulato di Cauchy

  • Dato un corpo B con forze di volume b e superficie esterna s, un piano con normale uscente ñ divide il corpo in B+ e B¯.

  • Sull'area ∆A agiscono forze e momenti risultanti R(A) e M(A).

  • Le equazioni dei rapporti sono: R(A)/ΔΑ M(A)/ΔΑ

  • Facendo tendere la sezione A a 0, si ha: lim (ΔΑ→0) R(A)/ΔΑ = tn(x) lim (ΔΑ→0) M(A)/ΔΑ = 0

Tensione Tangenziale e Tensione Normale

  • Cauchy ha osservato l'esistenza di forze di interazione tra le componenti del corpo, chiamate tensioni tn(x) relative al piano di normale ñ.
  • Il vettore tensione tn(x) dipende dalla normale del piano ñ e dalla posizione del punto x.
  • Fissando un sistema di assi cartesiani, si può scomporre tn(x) in: -Componente normale On n: (tensione normale) -Componente tangenziale τn = tn - On n: (tensione tangenziale)
  • Le tensioni sono quelle che la porzione del corpo B+ esercita su B.
  • Se la componente normale della tensione On è positiva (verso concorde con la normale), si ha trazione; se è negativa (verso discorde), si ha compressione.

Equilibrio dei Corpi Deformabili

  • Si considera un corpo B soggetto a forze S = {b; s; tn}.
  • Gli Assiomi di Eulero affermano che il sistema di forze S è equilibrato se e solo se:
  • -ΣF(P) = 0
  • -ΣM(P) = 0 dove P deve essere PB.

Lemma di Cauchy

  • Dall'equazione di equilibrio di Eulero è possibile fare due dimostrazioni: -Considerando l'intero corpo anziché una sola parte di esso, si ottiene che valgono le equazioni della statica di un corpo rigido. -Se valgono gli assiomi di Eulero allroa vale Tn = −tôn

Teorema di Piola

  • Il teorema permette di definirie l'equilibrio di un corpo sulla base degli Assiomi di eulero

Teorema di Cauchy

  • Supponiamo di avere un corpo B su cui agisce un sistema di forze S := {b; s; th}.
  • Per il teorema di Cauchy, un sistema è in equilibrio (e quindi anche il corpo) quando valgono gli assiomi di Eulero e questo implica che
    • esite un tensore degli sforzi (secondo ordine) tale che tn(X) = T · ñ ∀X ∈ B
    • div(T(X))+b(X) = 0 ∀X ∈ B dove B rappresenta la parte interna del corpo.
    • T = T

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