Proprietà dei materiali

Presentazione sul tema: "Proprietà dei materiali"— Transcript della presentazione:

1 Proprietà dei materiali
meccaniche modulo elastico carico di snervamento resistenza a trazione durezza tenacità tenacità a frattura resistenza a fatica resilienza modulo di creep tempo di rilassamento fisiche superficiali tribologiche produttive estetiche economiche

2 Sforzo: Rapporto tra la forza (F) applicata ad un corpo e la sezione (A) su cui essa agisce.

3 Stati semplici di sforzo
trazione semplice compressione semplice compressione uniforme taglio semplice

4 (1) trazione semplice e compressione semplice (2) taglio semplice (3) compressione uniforme

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8 risposta del materiale allo sforzo applicato
Deformazione: risposta del materiale allo sforzo applicato

9 1. Trazione e compressione semplice
Stato di sforzo determinato da due forze applicate lungo la stessa direzione, uguali ed opposte. TRAZIONE: se il corpo tende ad allungarsi COMPRESSIONE: se il corpo tende ad accorciarsi

10 Sforzo nominale (sn) Unità di misura (sistema SI)
Consideriamo un corpo di sezione resistente A0 e lunghezza l0 sottoposta ad una forza F, che si allunga fino a raggiungere la lunghezza l : sforzo (nominale) = sezione (iniziale) forza Unità di misura (sistema SI) forza Newton N sforzo Pascal (Pa) N/m2 spesso MPa MN/m2 o N/mm2

11 Deformazione nominale (en)
Consideriamo un corpo di sezione resistente A0 e lunghezza l0 sottoposta ad una forza F, che si allunga fino a raggiungere la lunghezza l, la risposta del materiale allo sforzo applicato è data da: deformazione (nominale) = lunghezza (iniziale) lunghezza finale- lunghezza iniziale Unità di misura (sistema SI) adimensionale m/m mm/mm

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13 Comportamento elastico

14 Modulo elastico Cosa è ? Misura della entità della deformazione elastica di un materiale in seguito all’applicazione di uno sforzo.

15 Relazione sforzo-deformazione
In campo elastico per piccole deformazioni, la deformazione è proporzionale allo sforzo applicato (legge di Hook). Il coefficiente di proporzionalità è il MODULO di YOUNG e misura la resistenza dei materiali alla deformazione elastica per stati di sforzo di trazione o compressione semplice. s = sforzo applicato (MPa) e= deformazione (adimensionle) Modulo di Young

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17 Valori del modulo di Young (E)
La deformazione che un materiale subisce dipende dal tipo di materiale. metalli…… GPa ceramici…… GPa diamante… GPa polimeri…… GPa legno……… GPa

18 Modulo di Poisson (n) Deformazione trasversale o laterale
Deformazione longitudinale Unità di misura adimensionale

19 F l0 l A0 z y x F

20 Valori del modulo di Poisson (u)
materiali metallici u = materiali polimeri < u < 0.5 elastomeri (o gomme) u = 0.5

21 2. Taglio Stato di sforzo determinato da una coppia di forze (S)
che agisce su due superfici parallele di area A Sforzo di taglio= forza di taglio sezione Unità di misura (sistema SI) sforzo Pa N/m2 sforzo MPa MN/m2

22 Deformazione di taglio
Il materiale soggetto ad uno sforzo di taglio si deforma spostando uno rispetto all’altro i due piani. Il rapporto tra lo spostamento a che si verifica tra due piani a distanza h è definita deformazione di taglio (g). q (radianti) angolo di scostamento tra le due superfici (per angoli piccoli g =q) Unità di misura (sistema SI) adimensionale m/m mm/mm

23 Relazione sforzo-deformazione
In campo elastico per piccole deformazioni, la legge di Hook correla lo sforzo di taglio (t) alla deformazione (g) : t = G g Modulo elastico di taglio

24 Variazione di volume (a) non sollecitato (c) sollecitato a taglio
(b) sollecitato a trazione (c) sollecitato a taglio

25 (a) trazione o compressione
Per un generico provino di dimensioni iniziali X0Y0Z0 Sviluppando e trascurando i termini infinitesimi del secondo ordine o superiori si ottiene:

26 coefficiente di Poisson
z z z z coefficiente di Poisson

27 (b) taglio semplice b a c d
Deformazione di taglio g=aa’/ad, l’allungamento lungo db è equivalente alla contrazione lungo ac.

28 Relazione tra moduli e coefficiente di Poisson

29 Stati semplici di sforzo
trazione semplice compressione semplice compressione uniforme taglio semplice

30 3. Compressione uniforme
Sforzo (P) Deformazione (D) Modulo elastico comprimibilità (K)

31 Modulo elastico Da cosa dipende ?
Il modulo elastico dipende dalla forza dei legami interatomici e dalla struttura del materiale.

32 Le forze che tengono uniti gli atomi (legami interatomici) agiscono come piccole molle.
La struttura è determinata dalla disposizione degli atomi e dal numero di legami per unità di volume.

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34 r0 attrazione repulsione rD r0 rD