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PROPRIETA' MECCANICHE E TECNOLOGIE - Coggle Diagram
PROPRIETA' MECCANICHE E TECNOLOGIE
Prova di Trazione
Provino standard
Sezione tonda o rettangolare
Lunghezza utile L₀
area A₀
Norme ASTM, ISO, DIN, UNI
Tensione e deformazione ingegneristica
Rapporto carico/area originale e allungamento/lunghezza originale
σ = P / A₀
e = (l − l₀) / l₀
Fasi della curva σ–ε
Zona elastica lineare (legge di Hooke)
σ = Eε
Limite proporzionale
elasticità non lineare
Tensione di snervamento Y
UTS – resistenza alla trazione finale
Strizione (necking) → frattura
Modulo di Young (E)
Pendenza del tratto elastico
Rapporto di Poisson ν (contrazione laterale)
rigidità del materiale
Tensione e Deformazione Reale
Tensione reale
Rapporto carico/area istantanea (non originale)
σ = P / A
Deformazione reale (logaritmica)
Per piccole deformazioni
Divergono rapidamente
ε = ln(l / l₀)
Equazione di Hollomon
Curva σ–ε reale nel campo plastico
σ = Kεn
K = coefficiente di resistenza
n = esponente di incrudimento (pendenza log-log)
n=0 → rigido perfettamente
plastico; n=1 → elastico
Tenacità
Area sotto la curva σ–ε reale fino a frattura = energia per unità di volume dissipata
Durezza
Test Brinell (HB)
sfera WC ø10 mm, carichi 500–3000 kg
Misura diametro impronta
Sfere WC per HB > 500
Test Rockwell (HR)
Misura profondità di penetrazione
cale diverse: HRA, HRB, HRC, ecc.
Cono diamante o sfera acciaio
Test Vickers (HV)
Piramide diamante 136°
Carico 1–120 kg
Stesso valore indipendente dal carico
Test Knoop (HK)
Microdurezza
piramide allungata
carichi 25 g – 5 kg
Per campioni sottili, fragili, singoli grani
Regole di prova
.
Distanza dal bordo ≥ 2× diametro penetratore
Spessore provino ≥ 10× profondità penetrazione
Impronte sufficientemente distanti tra loro
Fatica
Fenomeno
Rottura a sollecitazione inferiore al carico statico
Cricche crescono ad ogni ciclo fino a lunghezza critica
Cause di sollecitazione ciclica
.
Carichi meccanici fluttuanti (ingranaggi, cursori)
Flessione rotante (alberi)
Sollecitazioni termiche (stampi)
Curve S–N
Ampiezza sollecitazione (S) vs numero cicli (N)
Inversione completa dello sforzo
Limite di fatica
.
Acciai: curva S–N diventa orizzontale → limite definito
Alluminio: nessun limite → si specifica a N cicli
Acciai al carbonio: limite ≈ 0,4–0,5 × UTS
Classificazione dei Materiali
Duttili vs Fragili
Duttili: deformazione plastica prima della rottura
Fragili: rottura con deformazione trascurabile
Proprietà meccaniche
.
Resistenza (altezza curva σ–ε)
Duttilità (larghezza curva σ–ε)
Tenacità (area totale sotto curva)
Rigidità (modulo E)
Proprietà tecnologiche
Attitudine del materiale a subire lavorazioni specifiche (formatura, fusione, asportazione, ecc.)
Classificazione Prove Meccaniche
Prove statiche
Carichi fissi o lentamente variabili (es. prova di trazione)
Prove dinamiche
Carichi variabili con grande rapidità (alta velocità di deformazione)
Prove dinamiche periodiche
Carichi ciclici (es. prove di fatica)
Prove di scorrimento
Effetto della temperatura nel tempo (creep)
Deformazione
Elastica: reversibile al cessare del carico
Plastica: permanente anche dopo scarico