Luca Bertolini, Maddalena Carsana, Materiali da costruzione

Capitolo 2
Proprietà meccaniche
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Reazione di un materiale a una sollecitazione meccanica
Deformazione elastica
Deformazione plastica
Rottura
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Prove meccaniche
1- Condizioni effettive di servizio (scala reale, modelli)
2- Condizioni standardizzate  risultati confrontabili
Normative:
I: UNI
D: DIN
GB: BS
F: AFNOR
....
EN
ISO
USA: ASTM
ACI
....
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Prova di trazione
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Prova di trazione - Comportamento elastico
Lo
L  k '  F
Ao
L
F
 k '
Lo
Ao
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Sforzi e deformazioni nominali
Deformazione nominale
L L  Lo


Lo
Lo
(adimensionale, %)
Sforzo nominale
F

A0
 N 
 2   Pa
m 
Legge di
Hooke
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Altri moduli
Modulo di taglio (G)
Sforzo di taglio: t = F/Ao
Deformazione di taglio:
g  tg (g) = DL/Lo
t = Gg
Modulo di Poisson (n)
ey = ez = -nex
z
F
F
x
y
I tre moduli non sono indipendenti:
G= E/[2(1+n)]
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Comportamento viscoelastico
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Deformazione plastica
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Duttilità
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Misura della duttilità
Strizione percentuale a rottura
A0  Amin
Z% 
 100
A0
Allungamento percentuale a rottura
Lf  L0
A% 
 100
L0
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Sforzo e deformazione reali
L
sr = P / A = s.(1 + e)

d
L
/L
=
l
n
(
L
/
L
o
)
r=
L
o
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Tipi di deformazione
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Comportamento a frattura
3
2
1
Tenacità = capacità del materiale di assorbire energia prima di giungere a
rottura.
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Tenacità
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Frattura in presenza di difetti
- I difetti favoriscono la rottura
- La frattura avviene per propagazione del difetto
- Il difetto propaga solo se si raggiunge una condizione critica
- La rottura avviene di schianto (catastrofica, senza segni premonitori)
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Cenni alla meccanica della frattura (Griffith, 1920)
1. La rottura inizia nella zona in cui la concentrazione di sforzi è massima.
2. All'apice di un difetto acuto si produce una concentrazione di sforzi.
3. L'intensificazione degli sforzi è tanto più elevata quanto maggiore è la
dimensione del difetto.
Fattore di intensificazione degli sforzi:
1/ 2
K   n    a 
K = [MPa.m]
Se K > Kc  propagazione instabile della cricca
Kc = tenacità alla frattura (caratteristica del materiale)
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