Il Cilindro di Saint-Venant (I edizione).

Prefazione alla prima Edizione In tutte le tipologie costruttive s’incontra un elemento strutturale la cui forma è caratterizzata dal prevalere di una dimensione in una direzione sulle altre due dimensioni nelle direzioni ortogonali alla prima. Quest’oggetto è spesso identificato nella Letteratura tecnica con il termine di “trave”. Esso ha nella realtà una forma tridimensionale, cilindrica o prismatica, anche se la sua lunghezza nella direzione dell’asse è molto maggiore del diametro. L’importanza applicativa e la diffusione costruttiva di quest’elemento giustificano l’interesse che gli è manifestato nei corsi di Scienza delle Costruzioni. L’aspetto cruciale dello studio dell’oggetto “trave” risiede nella confluenza di due distinti modelli, tra i quali oscilla l’analisi del suo comportamento meccanico. Da una parte, il model-lo di trave come corpo di forma monodimensionale fornisce i campi delle azioni interne di contatto; dall’altra, il modello di trave come corpo di forma tridimensionale (cilindrica o prismatica) consente di determinare lo stato elastico, cioè i campi di tensione, di deformazione e di spostamento. Il trait d’union tra i due modelli è costituito dal Principio di Saint-Venant, che permette di tradurre le azioni di contatto alle estremità della trave monodimensionale in condizioni al contorno sulle basi della trave tridimensionale, anche détta cilindro (prisma) di Saint-Venant. Seguendo l’impostazione originale proposta da Saint-Venant, s’introducono le assunzioni semplificative adottate (Cap. I), e si studiano separatamente, mediante il metodo semi-inverso, i problemi elementari dell’estensione (Cap. II), della flessione uniforme (Cap. III), della torsione uniforme (Cap. IV), della flessione non uniforme (Cap. V), cercando di mettere in luce anche i limiti di validità delle soluzioni presentate (Cap. VI). La trattazione teorica è contestualmente sostanziata da significative applicazioni strutturali relative a cilindri e prismi con sezioni largamente adottate nella pratica costruttiva, sia di “grande” sia di “piccolo” spessore, sia mono- sia pluriconnesse. Applicando la proprietà di sovrapposizione degli effetti, particolare attenzione è rivolta ai casi della forza normale eccentrica rispetto al centro d’area e della forza tagliante eccentrica rispetto al centro di taglio. Il presente testo contiene la trattazione da me adottata nello svolgimento delle lezioni di Scienza delle Costruzioni impartite agli allievi del corso di laurea in Ingegneria dei Materiali della Scuola Trasporti e Materiali dell’Esercito dall’anno accademico 1993-’94 all’anno accademico 1997-’98, agli allievi del corso di diploma universitario in Ingegneria elettrica dall’anno accademico 1993-’94 all’anno accademico 1999-2000, agli allievi del corso di laurea in Ingegneria elettronica dall’anno accademico 1991-’92 all’anno accademico 1994-’95 e a partire dall’anno accademico 1999-2000, agli allievi del corso di laurea in Ingegneria aerospaziale a partire dall’anno accademico 1994-’95. Ugo Andreaus Roma, novembre 2000.