Diapositiva 1 - Docenti.unina

LE PROVE SUI MATERIALI
• meccaniche
• tecnologiche
• fisico-chimiche
Le prove meccaniche
• Opportuno stato tensionale
• Scopi
Caratterizzazione meccanica del materiale
Controllo (distruttivo o non distruttivo)
•
Modalità di applicazione del carico
Prove statiche (quasi statiche)
Prove dinamiche
Prove fatica
PRINCIPALI PROVE MECCANICHE STATICHE
•
Trazione
•
Compressione
•
Flessione
•
Durezza
•
Scorrimento (Creep)
Importanza della normativa
LA PROVA DI TRAZIONE MONOASSIALE
Si sottopone una provetta del materiale da testare, opportunamente preparata, ad
uno sforzo di trazione fino a rottura.
Scopo: valutare la risposta del materiale ad un carico monoassiale statico.

l
l0
F
 
S0
DIMENSIONE E FORMA DELLE PROVETTE
Norma UNI EN 10002
- Proporzionali:
L0  k  S0
k  5.65
con
k  11.3
•Sezione circolare
d  3 30 mm
Lc  L0  0.5  2  d
Raggio raccordo  2 mm
•Sezione rettangolare
a  3 mm
b  8 a
Lc  L0  1.5  2  S0
Raggio raccordo  12 mm
L0
almeno 20 mm
L0  5  d
L0  10  d
ESECUZIONE DELLA PROVA
- Velocità della traversa mobile fissata
- Temperatura fissata
La velocità di deformazione è una variabile che
influenza molto la risposta del materiale in
termini di tensioni/deformazioni.
d
 
dt
Range di Strain rate
Condizioni di prova
Da 10-8 a 10-5 s-1
Da 10-5 a 10-1 s-1
Da 10-1 a 102 s-1
Da 102 a 104 s-1
Da 104 a 108 s-1
Test di creep
Test di trazione statici (quasi-statici)
Test di trazione dinamici
Test ad alta velocità
Test esposivi
RISULTATI DELLA PROVA
I risultati della macchina
- L0 = lunghezza iniziale del provino fra i riferimenti
- L = allungamento totale
- La curva F-L
Elaborazione dei risultati:
 = F/S0
(N/mm2)
 = L/L0
Curva sforzo-deformazione
ingegneristica
STRIZIONE
DALLA STRIZIONE ALLA FRATTURA DUTTILE (METALLI)
•Strizione si verifica nella zona più debole (micro-difetti) o più plastica
(differenza di composizione/condizione): “in un punto di una sezione si allunga
di più, quindi tutta la sezione si deve deformare fortemente” effetto della
simmetria del provino.
•Nella zona di strizione lo stato tensionale diventa tridimensionale (linee di forza
del campo tensionale deviano dall’asse del provino)  affinché deformazione
prosegua è necessario incrementare la tensione lungo l’asse del provino.
•Esiste una aliquota “idrostatica” nel campo tensionale  formazione di pori
che si allargano sempre più (zona fibrosa)  diminuzione della superficie
resistente.
•Si formano nella zona caratterizzata da condizioni più severe.
•Possono coalescere.
STRIZIONE: STATO TENSIONALE
DIAGRAMMA SFORZO-TENSIONE REALE (TRUE)

Al momento della strizione il carico
cessa
di
essere
monodimensionale nella zona di
strizione (hoop stress)
Le linee di forza del campo tensionale
non sono più rettilinee.

Zona di strizione
EFFETTO D’INTAGLIO
Fattore di concentrazione degli sforzi
Kt 
 peak
 no m inal
2 INTAGLI IPERBOLICI OPPOSTI
FORO ELLITTICO
K t  1 2
a

CRICCA (CRACK) E’ UN INTAGLIO CON 
K t  1 2
a

0
  0  Kt  
Nasce il fattore di intensificazione degli sforzi
Lamiera infinita con una fila di cricche colllineari
Provino finito con una singola cricca
DIMPLES SUL LABBRO DI SCORRIMENTO
STRIZIONE E FRATTURA
DIFFERENTI ZONE DELLA FRATTURA DUTTILE
•Pori divengono zone di innesco di cricche (cracks, deformazione plastica) che
si diramano dalla zona centrale  zona radiale.
•Scorrimento finale a 45° rispetto al carico applicato (coppa e cono)  zona di
scorrimento plastico (shear-lip zone).
Rappresentazione schematica delle varie zone all’interna di una tipica frattura sotto
carico di trazione di un provino cilindrico. Le superfici delle zone fibrose e radiali
normalmente sono normali all’asse della sollecitazione. La superficie di scorrimento
è sempre a 45° rispetto all’asse della sollecitazione.
COPPA E CONO: MACROGRAFIE
DIMPLES
TIPI DI FRATTURE
FRATTURA A COPPA E CONO
FRATTURA FRAGILE
FRATTURA FRAGILE
(CLIVAGGIO – CLEAVAGE)
FRATTURA FRAGILE
CONFRONTO CURVE - (FRAGILE vs DUTTILE)
CURVE - PER DIFFERENTI MATERIALI METALLICI