a simplified multiscale model of degenerate graphite clusters in grey cast iron

Abstract To take into account the weakening effect of defects clusters in real microstructures, we propose a multiscale model in a two-dimensional setting. At a small scale, single defects are described as elliptical voids randomly distributed and randomly oriented in an isotropic matrix. Using an effective field method proposed by Tandon and Weng [5,6], the effective properties of a porous equivalent material can be estimated in a simple closed form. At a larger scale, defects clusters are modelled as single large elliptical inclusions characterized by the weakened effective properties calculated in the first step and embedded in an infinite, elastic, isotropic matrix under remote loading. The method allows to examine the dependence of defects interaction on some basic microstructure parameters (porosity density, voids aspect ratio, inclusion aspect ratio)

optimisation of industrial parts by mesh morphing enabled automatic shape sculpting

n/

Crack Propagation Analysis of Near-Surface Defects with Radial Basis Functions Mesh Morphing

Abstract Fracture mechanics analysis is nowadays adopted in several industrial fields to assess the capability of components to withstand fatigue loads. Finite Element Method (FEM) is a well-established tool for the evaluation of flaw Stress Intensity Factors (SIF) and for the survey of its propagation. Nevertheless the study of the growth of near-surface circular and elliptical cracks is still an arduous task to be faced with FEM. In fact, the interaction of the flaw with free surfaces leads the crack front to assume complex shapes, whose simulation cannot be easily accomplished. A possible answer to deal with such a problem is to use the mesh morphing technique, a nodal relocation methodology, that allows to cover different problems. In fact, with mesh morphing, it is possible to fit the baseline flaw front with the desired shape (generic shape) and to automatically simulate its evolution at a certain number of cycles. In the proposed work this approach is demonstrated exploiting ANSYS Mechanical as FEM tool and RBF Morph ACT Extension as mesh-morpher. The results of the proposed workflow are compared with those available in literature

Fast emitting nanocomposites for high-resolution ToF-PET imaging based on multicomponent scintillators

Time-of-Flight Positron Emission Tomography is a medical imaging technique, based on the detection of two back-to-back {\gamma}-photons generated from radiotracers injected in the body. Its limit is the ability of employed scintillation detectors to discriminate in time the arrival of {\gamma}-pairs, i.e. the coincidence time resolution (CTR). A CTR < 50 ps that would enable fast imaging with ultralow radiotracer dose. Monolithic materials do not have simultaneously the required high light output and fast emission characteristics, thus the concept of scintillating heterostructure is proposed, where the device is made of a dense scintillator coupled to a fast-emitting light material. Here we present a composite polymeric scintillator, whose density has been increased upon addition of hafnium oxide nanoparticles. This enhanced by +300% its scintillation yield, surpassing commercial plastic scintillators. The nanocomposite is coupled to bismuth germanate oxide (BGO) realizing a multilayer scintillator. We observed the energy sharing between its components, which activate the nanocomposite fast emission enabling a net CTR improvement of 25% with respect to monolithic BGO. These results demonstrate that a controlled loading with dense nanomaterials is an excellent strategy to enhance the performance of polymeric scintillators for their use in advanced radiation detection and imaging technologies

Puzzling large-scale polarization in the galaxy cluster Abell 523

Large-scale magnetic fields reveal themselves through diffuse synchrotron sources observed in galaxy clusters such as radio halos. Total intensity filaments of these sources have been observed in polarization as well, but only in three radio halos out of about one hundred currently known. In this paper we analyze new polarimetric Very Large Array data of the diffuse emission in the galaxy cluster Abell 523 in the frequency range 1-2 GHz. We find for the first time evidence of polarized emission on scales of ~ 2.5 Mpc. Total intensity emission is observed only in the central part of the source, likely due to observational limitations. To look for total intensity emission beyond the central region, we combine these data with single-dish observations from the Sardinia Radio Telescope and we compare them with multi-frequency total intensity observations obtained with different instruments, including the LOw Frequency ARray and the Murchison Widefield Array. By analysing the rotation measure properties of the system and utilizing numerical simulations, we infer that this polarized emission is associated with filaments of the radio halo located in the outskirts of the system, in the peripheral region closest to the observer.Comment: 14 pages, 12 figures, accepted for publication on MNRA

Spectral study of the diffuse synchrotron source in the galaxy cluster Abell 523

The galaxy cluster Abell 523 (A523) hosts an extended diffuse synchrotron source historically classified as a radio halo. Its radio power at 1.4 GHz makes it one of the most significant outliers in the scaling relations between observables derived from multiwavelength observations of galaxy clusters: it has a morphology that is different and offset from the thermal gas, and it has polarized emission at 1.4 GHz typically difficult to observe for this class of sources. A magnetic field fluctuating on large spatial scales (similar to 1 Mpc) can explain these peculiarities but the formation mechanism for this source is not yet completely clear. To investigate its formation mechanism, we present new observations obtained with the LOw Frequency ARray at 120-168 MHz and the Jansky Very Large Array at 1-2 GHz, which allow us to study the spectral index distribution of this source. According to our data the source is observed to be more extended at 144 MHz than previously inferred at 1.4 GHz, with a total size of about 1.8 Mpc and a flux density S-144 MHz = (1.52 +/- 0.31) Jy. The spectral index distribution of the source is patchy with an average spectral index alpha similar to 1.2 between 144 MHz and 1.410 GHz, while an integrated spectral index alpha similar to 2.1 has been obtained between 1.410 and 1.782 GHz. A previously unseen patch of steep spectrum emission is clearly detected at 144 MHz in the south of the cluster. Overall, our findings suggest that we are observing an overlapping of different structures, powered by the turbulence associated with the primary and a possible secondary merger.Peer reviewe

Estimating the Reproducibility of Experimental Philosophy

Responding to recent concerns about the reliability of the published literature in psychology and other disciplines, we formed the X-Phi Replicability Project (XRP) to estimate the reproducibility of experimental philosophy (osf.io/dvkpr). Drawing on a representative sample of 40 x-phi studies published between 2003 and 2015, we enlisted 20 research teams across 8 countries to conduct a high-quality replication of each study in order to compare the results to the original published findings. We found that x-phi studies – as represented in our sample – successfully replicated about 70% of the time. We discuss possible reasons for this relatively high replication rate in the field of experimental philosophy and offer suggestions for best research practices going forward

Fragmenta Liturgica Tridentina: censimento e catalogo dei frammenti liturgico-musicali di Trento

Il nucleo del presente lavoro è costituito dal catalogo dei frammenti di manoscritti medievali, a contenuto liturgico-musicale, conservati nelle biblioteche e negli archivi della città di Trento. La tesi porta a compimento un lungo percorso, avviato con l’ambizioso progetto di censire tutti i frammenti riutilizzati, in varia soluzione, all’interno della legatura di libri antichi e materiale d’archivio. L’obiettivo posto in partenza era quello di approntare un’opera che potesse valorizzare in modo adeguato i reperti liturgici di Trento che, per quantitativi pervenuti e rilevanza storico-culturale, rappresentano un’eccezionale base di indagine. Il risultato ottenuto è il primo catalogo di frammenti liturgico-musicali in ambito regionale, frut-to di una ricognizione che si è spinta oltre all’interesse per un solo fondo o per una sola biblioteca. Si tratta di un ulteriore tassello in un mosaico di studi sui frammenti liturgici che negli ultimi anni ha attira-to sempre maggior attenzione nella comunità scientifica, in quanto punto di intersezione e incontro di molteplici interessi. Il progetto si è svolto in più fasi, nel corso di tre anni. La prima, necessaria, è stata la mappatura sistematica di tutti i fondi librari e d’archivio in cui era stata segnalata l’esistenza di frammenti medievali, nonché di fondi mai indagati in precedenza. Punto di forza del survey è il notevole spettro di enti coin-volti dalla ricerca: Archivio di Stato di Trento, Archivio Diocesano Tridentino, Biblioteca capitolare dell’Archivio Diocesano Tridentino, Archivio storico del Comune di Trento, Biblioteca musicale L. Feininger, Biblioteca Comunale di Trento, Biblioteca del Liceo Ginnasio Prati, Biblioteca Diocesana Vigilianum, Biblioteca Provinciale dei Padri Cappuccini, Fondazione Biblioteca San Bernardino, Museo Diocesano Tridentino. Nella pratica, ciò ha comportato passare singolarmente in rassegna migliaia di unità libra-rie/archivistiche, al fine di identificare e numerare i pezzi, tramite un controllo a tappeto delle legature. Il censimento ha rilevato 480 frammenti provenienti da diverse tipologie di libri liturgico-musicali, molti dei quali disiecta membra di manoscritti che sono stati poi ricomposti nella fase di schedatura. Il catalogo è dunque, in primo luogo, l’immagine sulla carta dei reperti, una fotografia della loro esistenza, il primo fondamentale passo alla valorizzazione e conservazione delle fonti manoscritte in quanto beni culturali. Contestualmente, esso rappresenta uno strumento e un utile punto di partenza per altri orizzonti di ricerca. Il materiale descritto può essere oggetto di molteplici ambiti di studio, non limitati solamente all’aspetto paleografico-codicologico che per primo viene incontro al catalogatore. I reperti, nelle caratteristiche esterne e di contenuto, interessano la paleografia e la filologia musicale, la storia dell’arte, del libro, nonché delle tradizioni liturgiche e della loro evoluzione nel tempo. Tracciare i confini di un patrimonio manoscritto di liturgia e musica significa, in sintesi, delinea-re il principale esito della produzione scritta medievale, a sua volta riflesso della fisionomia culturale di un luogo e delle persone che in quel mondo hanno vissuto la giornata terrena. In tal prospettiva lo studio condotto integra, anzitutto, le importanti ricerche svolte in area re-gionale che, ormai da anni, valorizzano le fonti liturgico-musicali manoscritte e a stampa. Dal patrimo-nio rinvenuto emergono importanti conferme alla nostra conoscenza delle prassi liturgico-musicali in area locale ma anche nuove scoperte, nuove fonti, che testimoniano influssi e familiarità con le tradizio-ni delle aree circostanti. Di frequente tali contatti si possono cogliere solo in minimi dettagli, ad esempio nella recensio-ne di determinati brani o nella scelta di particolari formulari. Solo la restituzione della complessità inter-na alla produzione liturgica porta alla luce, ad esempio, i rapporti culturali della diocesi di Trento con il Tirolo e la Baviera da una parte, con l’area norditaliana dall’altra. Per tale ragione si è scelto di improntare la catalogazione dei frammenti su una scheda analitica, che potesse essere al tempo stesso efficace nell’illustrare il frammento e completa nell’esprimerne il contenuto. Da qui la necessità di non limitare la descrizione interna del manoscritto alla tipologia libraria o ai soli formulari, ma di identificare i singoli testi trasmessi. Lo sforzo in tal senso è sempre stato co-stante e, nonostante il lavoro di identificazione dei testi sia oggi supportato da un numero crescente di repertori specializzati, al catalogatore è richiesto un margine sempre più ampio di competenze che, nel caso dello scrivente, travalicano quella meramente codicologica. Il catalogo stesso assume quindi l’aspetto e la funzione di un thesaurus – fatto di orazioni, brani musicali, letture, pericopi evangeliche, in-dicazioni liturgiche – su cui esercitare lo studio e decifrare informazioni utili a ricostruire l’identità pro-pria dei manufatti trentini. Ad un’attenta lettura, i frammenti creano anche un intreccio con i libri che li hanno veicolati e con le raccolte in cui si sono conservati: un rapporto spesso dato per scontato, ma che talvolta può es-ser un contributo aggiuntivo alla ricostruzione della storia dei manoscritti stessi e delle raccolte di pro-venienza. In ciò che è rimasto dei codici originali è possibile, in ultima analisi, leggere la storia di una vi-vace produzione e circolazione libraria, fino ad illuminare quello che doveva essere il posseduto delle librarie ecclesiastiche trentine. Per comprendere a fondo il panorama complessivo del patrimonio riscoperto, al catalogo è an-teposta un’introduzione, utile anche a render conto del lavoro svolto. Si forniscono i dati complessivi del censimento e quelli relativi ai reperti liturgici, si affrontano alcuni problemi inerenti la trasmissione dei frammenti e la ricomposizione dei manufatti a partire dai singoli disiecta membra. Sebbene le schede di descrizione stesse diano voce ai singoli manoscritti, nell’introduzione viene tracciata una panoramica per contestualizzare i lacerti rinvenuti, che sola non può comprendere e resti-tuire la varietà dei materiali conservati, ma che permette di inquadrare alcuni aspetti ricorrenti, ed altri più singolari, che emergono dai frammenti catalogati. Il catalogo vero e proprio si apre con l’analisi dei criteri di descrizione, ed è suddiviso in due principali sezioni che accolgono separatamente i manoscritti per la liturgia eucaristica e i libri per la li-turgia delle ore, cui se ne aggiunge una terza dedicata ad alcuni frammenti biblici. Alle schede di descri-zione seguono gli indici (delle tipologie librarie, dei formulari, dei brani, dei frammenti) che fanno da sussidio all’utilizzo del catalogo e in ultimo la bibliografia, relativa agli strumenti e agli studi utilizzati e consultati per la realizzazione del progetto

Geometrical size effect in high cycle fatigue strength of heavy-walled Ductile Cast Iron GJS400: Weakest link vs. defect-based approach

Fatigue strength is known to decrease with increasing dimension of the component. This is due to a technological size effect, related to the production process, and to a geometrical size effect, due to a higher probability of finding a large defect. To investigate the latter, an heavy-walled component made of Ductile Cast Iron (DCI) has been trepanned and a fatigue test plan has been carried out using 4 different specimen geometries. An attempt has been made to relate the resulting fatigue strength using a weakest-link approach based on the effective volumes and surfaces. This approach seems to work well only in cases of different specimen's lengths. Some of the fracture surfaces were analyzed by means of SEM and the initiating defects were identified and measured. An approach in which the defects population can be randomly distributed in the specimen has been tried. Virtual fatigue tests have been carried out by considering pure propagation of the worst defect. The resulting fatigue curves showed that this approach is promising but needs further description of the initiation phase