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Erschienen in: Journal of Elasticity 2/2013

01.07.2013 | Classroom Note

On Cesàro-Volterra Method in Orthotropic Saint-Venant Beam

verfasst von: Raffaele Barretta

Erschienen in: Journal of Elasticity | Ausgabe 2/2013

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Abstract

The linearly elastic and orthotropic Saint-Venant beam model, with a spatially constant Poisson tensor and fiberwise homogeneous elastic moduli, is investigated by a coordinate-free approach. A careful reasoning reveals that the elastic strain, fulfilling the whole set of differential conditions of integrability and a differential condition imposed by equilibrium, is defined on the whole ambient space in which the beam is immersed. At this stage the shape of the beam cross-section is inessential and Cesàro-Volterra formula provides the general integral of the differential conditions of kinematic compatibility. The cross-section geometrical shape comes into play only when differential and boundary equilibrium conditions are imposed to evaluate the warping displacement field. The treatment of an orthotropic Saint-Venant beam is applied to investigate about the locations of the shear and twist centres. It is shown that the position of the shear centre can be expressed in terms of the sole cross-section twist warping. The advantage with respect to treatments in the literature is that the solution of a single Neumann-like problem is required.

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Fußnoten
1
The term fiber indicates lines parallel to the longitudinal beam axis.
 
2
A generalization of Cesàro-Volterra formula for square integrable strain fields has been recently contributed in [5, 6]. The result has no application for our present purpose.
 
3
The definition of (Curl A) T given above was assumed in [16] to define Curl A, with a corresponding change in Stokes theorem. A discussion on Stokes theorem and on its implications in continuum mechanics can be found in [14].
 
4
Independence of the normal force \(N=\int_{\varOmega}^{}\sigma (\mathbf{r},z)\,dA=\int_{\varOmega}^{}E (\mathbf{r})\varepsilon (\mathbf{r},z)\,dA\) from z gives \(0=N{'}= \varepsilon '_{\mathbf{G}}\int_{\varOmega}^{}E (\mathbf{r})\,dA\), so that \(\varepsilon '_{\mathbf{G}}=0\).
 
5
Extension of Euler stretching formula to general connections has been contributed in [32] according to a geometric formulation of continuum mechanics [2530, 33].
 
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Metadaten
Titel
On Cesàro-Volterra Method in Orthotropic Saint-Venant Beam
verfasst von
Raffaele Barretta
Publikationsdatum
01.07.2013
Verlag
Springer Netherlands
Erschienen in
Journal of Elasticity / Ausgabe 2/2013
Print ISSN: 0374-3535
Elektronische ISSN: 1573-2681
DOI
https://doi.org/10.1007/s10659-013-9432-7

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