Prove meccaniche: prova di trazione., Appunti di Tecnologia Meccanica

Scarica Prove meccaniche: prova di trazione. e più Appunti in PDF di Tecnologia Meccanica solo su Docsity! PROVE MECCANICHE Le prove meccaniche servono a caratterizzare le proprietà meccaniche, ovvero il comportamento del materiale quando esso è sottoposta ad una forza esterna. Tali prove , condotte rispettando norme precise ,si dividono in due principali categorie:  Prove distruttive, se durante la prova vi è la rottura del componente.  Prove non distruttive, se non vi è la rottura del componente. Inoltre esse a seconda della velocità di deformazione, possono essere divise in :  Prove statiche (trazione, compressione, flessione, torsione, durezza e prova di creep)  Prove dinamiche (prova di resilienza)  Prove periodiche (prova a fatica)  Prove di scorrimento C’è da dire però che la prova meccanica più essenziale è quella statica, ed infatti senza di essa non è possibile approcciare alle altre prove. Prova di trazione Tale prova definita dalla norma 10002 è la più importante tra le prove meccaniche distruttive e consiste nel sottoporre, generalmente fino alla rottura, una provetta ad uno sforzo di trazione, per determinare una o più caratteristiche meccaniche del materiale. Tale prova và effettuata a temperatura ambiente (10°-35°). Essa viene fatta mediante una macchina detta macchina universale di prova, in quanto con tale macchina è possibile fare anche altre prove (ad esempio flessione o compressione). Essa può essere a comando meccanico oppure a comando idraulico, e presenta due traversi uno mobile ed un’altra fisso, e la provetta viene inserita all’interno dei traversi mediante due pinze meccaniche. Quando il pistone inizia a salire, si trascina con sé tramite dei tiranti il traverso mobile assoggettando dunque la provetta a trazione provocando un suo allungamento e una conseguente diminuzione della sezione trasversale. Tale prova, in genere, termina con la rottura della provetta, ed in tal caso, l’allungamento subito è possibile misurarlo andando a combaciare i due spezzoni della provetta, ed inoltre, finita la prova, all’interno della macchina mi è un dispositivo che restituisce un diagramma forza-allungamento, tuttavia per rendere tali parametri indipendenti dalla geometria della provetta, vado a ricavare da esso il diagramma Ꝺ-ɛ, ponendo: = Ꝺ F So [MPa] ɛ = ∆ l lo Il quale però è un diagramma approssimativo, in quanto durante tale prova i parametri So e Lo non sono fissi. Tuttavia da esso è possibile ricavare una serie di punti che caratterizzano il comportamento del materiale sottoposto alla prova, che sono:  Modulo di Young  Carico di snervamento  Carico unitario di rottura  Carico unitario di allungamento totale  Allungamento percentuale a rottura  Allungamento totale  Tenacità  Modulo di Poisson (rapporto tra la deformazione laterale e quella longitudinale subita dal componente durante la prova di trazione)  Coefficiente di strizione percentuale MODULO DI YOUNG Il modulo di Young (o modulo elastico) essendo il rapporto fra la sollecitazione unitaria Ꝺ e la deformazione unitaria ɛ nel campo elastico è rappresenta dalla tangente dell’angolo sottesa al tratto iniziale: CARICO UNITARIO DI SCOSTAMENTO DALLA PROPORZIONALITA’ (Rp) Esso rappresenta il carico oltre il quale cessa la proporzionalità tra sollecitazione e deformazione. CARICO DI SNERVAMENTO Il carico di snervamento è una caratteristica solo di alcuni materiali (acciaio a basso tenuto di carbonio), ovvero di quelli che presentano un diagramma Ꝺ-ɛ, caratterizzato da un primo tratto lineare (con pendenza pari al modulo di Young), dopodiché raggiunto un valore massimo, detto carico di snervamento superiore, il carico scende fino ad un valore detto carico di snervamento inferiore per poi ritornare a incrementarsi: E in tal caso, il carico di snervamento superiore rappresenta il valore di carico oltre al quale il materiale inizia a deformarsi plasticamente, mentre il carico di snervamento inferiore rappresenta il valore più basso di carico durante la deformazione plastica. Tuttavia, c’è da dire che la vecchina normativa definiva un carico di snervamento per qualsiasi tipo di materiale, e nello specifico, lo definiva come il carico che provoca una deformazione plastica dello 0.2% Mentre nella nuova normativa, tale parametro è stato sostituito col cosiddetto carico di fine proporzionalità, e anche in questo caso rappresenta il carico che produce una certa percentuale (che dipende dal materiale) di deformazione plastica. CARICO UNITARIO DI ROTTURA Esso rappresenta il carico massimo oltre il quale abbiamo la rottura del componente e ci indica la resistenza del materiale, ed è rappresentato dal seguente valore di tensione rappresentato in figura: APPENDICE C Nell’appendice C sono riportate provette con spessore maggiore di 3 mm, e in questo caso le dimensioni sono: - Raggio di raccordo > 2 mm per provette cilindriche o > 12 mm per provette rettangolari - Lunghezza tratto di misura L0 = 5.64(S0) 0.5 [per provette cilindriche 5 d0] - Lunghezza tratto a sez. costante Lc>L0 + 1.5÷ 2 (S0) 0.5 per provette rettangolari - Lunghezza tratto a sez. costante Lc>L0 + 0.5d ÷ 2d per provette cilindriche Anche in questo caso, per queste tipi di provette, non possiamo rispettare tutte le caratteristiche, esistono delle provette non proporzionali a cui faccio riferimento, ovvero: . RESOCONTO DELLA PROVA Nel resoconto della prova vado a metterci:  Identificativo della provetta  Tipologia del materiale, se noto  Tipo di provetta utilizzata (A,B o C )  Posizione e direzioni di prelievo della provetta , infatti io non vado mai a fare solo una prova, ma vado a fare diversi prelievi, detti saggi, nel quale vado a considerare più direzioni, e tutto ciò lo vado a specificare nel resoconto  Caratteristiche misurate e dati con adatte unità di misura  Eventuali commenti C’è da dire che non tutti i materiali hanno un comportamento duttile, ovvero sono capaci di deformarsi, ma esistono anche materiali fragili, ovvero che subiscono poca deformazione plastica. Quindi, come possiamo osservare, i materiali fragili sono in grado di assorbire poco energia (meno tenaci), tuttavia hanno una sigma di rottura più elevata dei materiali duttili, pertanto sono più resistenti. Inoltre possiamo osservare da tale grafico: Che il comportamento degli acciai, ad una prova di trazione dipende fortemente dalla quantità di carbonio aggiunta. MODALITA’ DI ROTTURA Durante la prova di trazione, esistono diverse modalità di rottura, ovvero:  Frattura estremamente duttile in cui la provette riduce per strizione la sua sezione fino ad un punto  Frattura moderatamente duttile dopo una certa strizione  Frattura fragile senza deformazione plastica (no strizione) (riesco a far combaciare bene i due pezzi → S0-Sf prossima a zero) Esempi di modalità di rottura: Quando si rompe, il nostro materiale si può rompere in diversi modi, ovvero:  A coppa e cono, che si ha quando si ha deformazione plastica  A scorrimento lungo un piano cristallografico, il materiale si è deformato lungo lo stesso piano  A lama di coltello, che si ha quando si ha deformazione plastica  Doppio cono, che si ha quando il materiale è molto deformabile SFORZO REALE E DEFORMAZIONE REALE Le curve sforzo – deformazione non danno un’indicazione aderente alla realtà fisica , in quanto esse come abbiamo detto, sono calcolate rispetto alle dimensioni originali del provino, ed infatti per calcolare la sollecitazione reale Ꝺv è necessario dividere il carico applicato per l’area istantanea della sezione trasversale del provino,pertanto si ha che: