PROVA PROVA DIDITRAZIONETRAZIONE (UNI EN ISO …...• “scienza e ingegneria dei materiali. una introduzione”; w.d.callister jr – ed edises • “metallurgia” vol.3; g.m

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PROVA PROVA DIDI TRAZIONETRAZIONE

(UNI EN ISO 6892(UNI EN ISO 6892--1)1)

ING. FABBRETTI FLORIANO

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INDICEINDICE• TENSIONE INTERNA E DEFORMAZIONE

• PROVA DI TRAZIONE E NOMATIVA

• DIAGRAMMA SFORZO-DEFORMAZIONE

• RISULTATI DELLA PROVA

• DEFORMAZIONI REALI, ELASTICITA’, TENACITA’

• TIPOLOGIE DI ROTTURA


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PROPRIETA’ MECCANICHEPROPRIETA’ MECCANICHE

SONO QUELLE RIGUARDANTI LA RESISTENZA

ALLE SOLLECITAZIONI ESTERNE AGENTI SUL

CORPO → LA MISURA DI QUESTE PROPRIETÀ

SI ESEGUE MEDIANTE PROVE DA CUI SI

DETERMINANO VALORI NUMERICI


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TIPOLOGIATIPOLOGIASI SUDDIVIDONO, A SECONDA DELLA VARIAZIONE DEL

CARICO NEL TEMPO, IN:


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MA…MA… QUALE PROVA FACCIO?QUALE PROVA FACCIO?


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MA…MA… QUALE PROVA FACCIO?QUALE PROVA FACCIO?


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PROVE STATICHEPROVE STATICHE


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TENSIONE INTERNATENSIONE INTERNA


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• NORMALE (INGEGNERISTICA):

ING. FABBRETTI FLORIANO 9


SF=σ t [N/mm2]

CARICO UNITARIOCARICO UNITARIO

E’ DATO DAL RAPPORTO TRA IL VALORE

DELLA FORZA AGENTE ISTANTANEAMENTE

SULLA PROVETTA ED IL VALORE DELLA

SEZIONE INIZIALE:

[N/mm2]

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oS

F=R


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• TANGENZIALE

SF= sτ [N/mm2]

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DEFORMAZIONEDEFORMAZIONE


• LONGITUDINALE (INGEGNERISTICA):

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DEFORMAZIONEDEFORMAZIONE


• TANGENZIALE:

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LEGAME TENSIONELEGAME TENSIONE--DEFORMAZIONEDEFORMAZIONE


CONSIDERANDO LA TENSIONE E LA

DEFORMAZIONE LONGITUDINALI IL LORO

LEGAME E’ DATO DALLA RELAZIONE:

σ = E εεεε

PER QUEL CHE RIGUARDA LE GRANDEZZE

TANGENZIALI LA RELAZIONE E’:

ττττ = G γγγγ

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LEGAME TRA MODULI ELASTICILEGAME TRA MODULI ELASTICI


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È LA PIÙ IMPORTANTE TRA LE PROVE

MECCANICHE DISTRUTTIVE (PREVEDONO LA

ROTTURA DEL PEZZO) → SI POSSONO

RICAVARE UNA GRANDE QUANTITÀ DI

INFORMAZIONI SUL MATERIALE ESAMINATO


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CONSISTE NEL SOTTOPORRE UNA PROVETTA

DEL MATERIALE IN ESAME AD UNO SFORZO

ASSIALE GRADUALMENTE CRESCENTE FINO A

PROVOCARNE LA ROTTURA → DURANTE LA

PROVA IL MATERIALE SUBISCE UN

ALLUNGAMENTO ED UNA DIMINUZIONE DEL SUO

DIAMETRO (STRIZIONE)



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LA PROVA DI TRAZIONE SUI MATERIALI

METALLICI (ACCIAI, GHISE…) SI ESEGUE SU

PROVETTE DI FORMA E DIMENSIONI

PRESTABILITE, RICAVATE DA UNA PORZIONE

DEL PEZZO O DEL PRODOTTO CHE SI VUOLE

COLLAUDARE



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SELEZIONE DEL CAMPIONESELEZIONE DEL CAMPIONE

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�� CAMPIONE RAPPRESEN-

TATIVO DEL MANUFATTO.

� IL PRELIEVO NON DEVE

ALTERARE IL MATERIALE

ORIGINARIO.

� PRELEVARE PIU’ CAM-

PIONI DALLO STESSO

PEZZO.ING. FABBRETTI FLORIANO

20ING. FABBRETTI FLORIANO

MACCHINA MACCHINA DIDI TRAZIONETRAZIONE

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PARTI PRINCIPALIPARTI PRINCIPALI

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Estensimetro

PERIFERICHE

CENTRALINA IDRAULICA

Trasduttore LVDT

Servovalvola

Attuatore

Cella di carico

Provino

SCHEMA DELL'IMPIANTO IN CIRCUITO CHIUSO

INGRESSO - Generatore di funzione - Tastiera - Ingresso di segnale esterno

CONTROLLO - LD – forza - PN – posizione - ST - deformazione


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PROVETTA PROVETTA DIDI TRAZIONE PER ACCIAIOTRAZIONE PER ACCIAIO


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PARAMETRI GEOMETRICIPARAMETRI GEOMETRICI

LE NORME IMPONGONO DEI LIMITI DAL PUNTO

DI VISTA DIMENSIONALE:

• d0 = 10 mm (COMUNQUE > 4 mm)

• L0 = K

• LC = (L0 + d0/2) ÷ (L0 + 2 d0)

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0S


PARAMETRI GEOMETRICIPARAMETRI GEOMETRICI

PER SEZIONI CIRCOLARI SI HA:

(N.C.)

(N.L.)

PER SEZIONI RETTANGOLARI SI HA:

24

o

20

oo d 5 4

dπ5,65S5,65=L =×=

00oo b a5,65S5,65=L =


o

20

oo d 10 4

dπ11,3S11,3=L =×=

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PROVETTE PER L’ACCIAIOPROVETTE PER L’ACCIAIO

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Lc

Lo

d0

Lc

Lo

d0

Lc

Lo

Lc

L0

d0 a0

b0

Provetta cilindrica normale Provetta cilindrica con teste filettate

Provetta cilindrica con teste d'appoggio Provetta a sezione rettangolare con teste semplici


PROVETTE PER LA GHISAPROVETTE PER LA GHISA

26

R25

30 30

M 26

Φ2065 65

Φ20

Φ23

min minmin min

provetta A con teste filettate provetta A con teste liscie

R25

30 30Φ20

min min 65 65

Φ 20

Φ23

min min

provetta B con teste filettate provetta B con teste liscie

M 26 6060


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ESECUZIONE DELLA PROVAESECUZIONE DELLA PROVA

DURANTE LA PROVA VIENE TRACCIATO IL

DIAGRAMMA CARATTERISTICO DELLA PROVA

STESSA → SU DI ESSO SONO RIPORTATI IN

ASCISSE (ASSE X) LE DEFORMAZIONI

PRODOTTE ED IN ORDINTATE (ASSE Y) I

CARICHI CHE AGISCONO SULLA PROVETTA


VARIAZIONE DIMENSIONALEVARIAZIONE DIMENSIONALE


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DIAGRAMMA CARICHIDIAGRAMMA CARICHI--ALLUNGAMENTIALLUNGAMENTI


CAMPO ELASTICOCAMPO ELASTICOE’ IL TRATTO INIZIALE DELLA CURVA SFORZO-

DEFORMAZIONE → LA DEFORMAZIONE PRODOTTA

E’ DISTRIBUITA UNIFORMEMENTE SU TUTTA LA

PROVETTA ED E’ COMPLETAMENTE REVERSIBILE


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CAMPO ELASTICOCAMPO ELASTICO

NEL CASO DI DEFORMAZIONE ELASTICA

LINEARE L’ANDAMENTO DEL TRATTO ELASTICO

E’ DESCRITTO DALLA LEGGE DI HOOKE:

σ = E εεεε


CAMPO ELASTICOCAMPO ELASTICO--PLASTICOPLASTICO

AL CRESCERE DELLO SFORZO CRESCONO

ANCHE LE DEFORMAZIONI → NASCONO

DEFORMAZIONI DI TIPO PERMANENTE →

SNERVAMENTO → QUANDO IL CARICO VIENE

ELIMINATO LA DEFORMAZIONE NON SI

ANNULLA COMPLETAMENTE


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IL VALORE DELLO SNERVAMENTO SPESSO

VIENE UTILIZZATO COME DATO DI PROGETTO

AL FINE DI LIMITARE LA DEFORMAZIONE DEL

MATERIALE → QUANDO CIÒ NON È POSSIBILE

SI SOSTITUISCE A TALE VALORE IL CARICO DI

SCOSTAMENTO DALLA PROPORZIONALITÀ



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CAMPO PLASTICOCAMPO PLASTICO

A PARTIRE DALLO SNERVAMENTO SI HANNO

DELLE DEFORMAZIONI DI ENTITA’ MOLTO

MAGGIORE RISPETTO A QUELLE ELASTICHE


CAMPO PLASTICOCAMPO PLASTICONEL PUNTO MASSIMO DEL GRAFICO HA INIZIO IL

FENOMENO DELLA STRIZIONE→ TUTTA LA

DEFORMAZIONE SI CONCENTRA IN UN BREVE

TRATTO DELLA PROVETTA


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SI PASSA DA UNO STATO DI TENSIONE

MONOASSIALE AD UNO TRIASSIALE→ IL

DIAMETRO DELLA PROVETTA CALA IN

CORRISPONDENZA DELLA SEZIONE DI MASSIMA

CONTRAZIONE → SEZIONE RESISTENTE

CRITICA


CAMPO PLASTICOCAMPO PLASTICO

GRANDEZZE CALCOLATEGRANDEZZE CALCOLATE

LA PROVA DI TRAZIONE HA COME OBIETTIVO

QUELLO DI DETERMINARE UN INSIEME DI

GRANDEZZE RELATIVE ALLA RESISTENZA,

ALLA DEFORMABILITÀ ED ALL’ELASTICITÀ DEI

MATERIALI


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• SFORZO DI SNERVAMENTO

• SFORZO MASSIMO O DI ROTTURA

• ALLUNGAMENTO %

• STRIZIONE %

• MODULO DI YOUNG

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MISURA DI RIGIDEZZA

MISURE DELLA

RESISTENZA

MECCANICA

MISURA DI DUTTILITA’

GRANDEZZE CALCOLATEGRANDEZZE CALCOLATE


• SFORZO AL LIMITE DI PROPORZIONALITA’

• SFORZO AL LIMITE DI ELASTICITÀ

• CARICO UNITARIO ULTIMO

• COEFFICIENTE DI POISSON

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GRANDEZZE NON CALCOLATEGRANDEZZE NON CALCOLATE


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SFORZO SFORZO DIDI SNERVAMENTOSNERVAMENTO

SUPERIORESUPERIORE

PRIMO MASSIMO

OTTENUTO NEL CORSO

DELLO SNERVAMENTO

(PUÒ RISULTARE ANCHE

MINORE DI ALTRI

MASSIMI OSSERVABILI)

INFERIOREINFERIORE

VALORE PIÙ BASSO DEL

CARICO DURANTE LA

DEFORMAZIONE

PLASTICA, SENZA TENER

CONTO DEGLI EFFETTI

TRANSITORI INIZIALI




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SFORZO MASSIMO SFORZO MASSIMO –– DIDI ROTTURAROTTURA


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ALLUNGAMENTO % A ROTTURAALLUNGAMENTO % A ROTTURA



L'ALLUNGAMENTO PERCENTUALE DOPO

ROTTURA È L'INDICE DI MAGGIOR EFFICACIA

PER ESPRIMERE LA DEFORMABILITÀ DEL

MATERIALE; ESSO DIPENDE DA:

• PROPRIETÀ INTRINSECHE DELLA MATERIA

(COMPOSIZIONE CHIMICA, DIMENSIONI DEI

CRISTALLI ECC…)


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• DIMENSIONI DELLA PROVETTA: A PARITÀ DI

DIAMETRO, LE PROVETTE CORTE SI ALLUNGANO

PIU’ DI QUELLE LUNGHE (L’ALLUNGAMENTO

NELLA ZONA DI STRIZIONE E’ PIÙ INFLUENTE)

• POSIZIONE DI ROTTURA: SE LA ROTTURA NON E’

CENTRALE, L'ALLUNGAMENTO PERCENTUALE

DIMINUISCE.




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LE NORME STABILISCONO CHE, PER PROVETTE

CON n = 5, LA PROVA NON È VALIDA SE LA

ROTTURA DISTA MENO DI 1/3 L0 DA UNO DEGLI

ESTREMI → SE LA ROTTURA AVVIENE DENTRO

L0 MA FUORI DAI LIMITI SOPRA SPECIFICATI È

POSSIBILE ESEGUIRE UNA CORREZIONE


CORREZIONE ALLUNGAMENTOCORREZIONE ALLUNGAMENTO

SI DIVIDE IL TRATTO L0 IN N ≥≥≥≥ 10 PARTI

UGUALI → SIA n IL NUMERO MASSIMO DI

TRATTI CHE CONTENGONO LA SEZIONE

ROTTA (TRATTO AB). LA DIFFERENZA N – n

PUÒ ESSERE PARI O DISPARI


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(N (N –– nn) PARI) PARI

SI MISURA IL SEGMENTO BC E SI CALCOLA A%

CON LA FORMULA:

51

o

o

L

L-2BC+AB100=A%


(N (N –– nn) PARI) PARI


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(N (N –– nn) DISPARI) DISPARI

SI MISURANO LE DISTANZE BC’ E BC’’ E SI

CALCOLA A% CON LA FORMULA:

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o

o

L

BC'+BC"-L+AB100=A%



(N (N –– nn) DISPARI) DISPARI

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COEFFICIENTE % COEFFICIENTE % DIDI STRIZIONESTRIZIONE

È DEFINITO DALLA VARIAZIONE % DELLA

SEZIONE DI ROTTURA Su RISPETTO ALLA

SEZIONE INIZIALE S0:

NEL CASO DI PROVETTE CILINDRICHE SI HA:

55

o

uo

S

S-S100=Z

20

2u

20

d

d-d100=Z


MODULO MODULO DIDI YOUNGYOUNGDALLA LEGGE DI HOOKE IL MODULO ELASTICO

PUÒ ESSERE DETERMINATO DA:

NEL CASO DI LEGHE CON RETICOLO C.F.C. LA

CURVA DI TRAZIONE SI DISCOSTA DALLA

RETTILINEITÀ ANCHE PER PICCOLISSIME

TENSIONI, QUINDI SI HA:

56

ε

σ=E

tg βε

σlim=E

0ε=

→


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MODULO MODULO DIDI YOUNGYOUNG

RICORDANDO ANCHE:

SI HA:

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unitario) (carico R=S

F

S

F=σ

L

∆L=ε

oo

≡

∆LS

LF=E

o

o

××


MODULO MODULO DIDI YOUNGYOUNG


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ESEMPI COMPARATIVIESEMPI COMPARATIVI


VALORI COMPARATIVIVALORI COMPARATIVI


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GRAFICO REALE E FITTIZIOGRAFICO REALE E FITTIZIO


OSSERVAZIONEOSSERVAZIONEDURANTE LA DEFORMAZIONE AVVENGONO DUE

FENOMENI OPPOSTI:

1. INCRUDIMENTO DEL MATERIALE ⇒

RAFFORZAMENTO

2. RIDUZIONE DELLA SEZIONE RESISTENTE ⇒

INDEBOLIMENTO


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VARIAZIONE DIMENSIONALEVARIAZIONE DIMENSIONALE


OSSERVAZIONEOSSERVAZIONE

NEL CAMPO ELASTO-PLASTICO PREVALE

L’EFFETTO DI RAFFORZAMENTO PER

INCRUDIMENTO MENTRE NEL TRATTO PLASTICO

PREVALE L’EFFETTO DI INDEBOLIMENTO PER

RIDUZIONE DELLA SEZIONE RESISTENTE ⇒

INSTABILITÀ ALLA TENSIONE


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ESEMPI COMPARATIVIESEMPI COMPARATIVI


GRAFICO CON VARIAZIONE GRAFICO CON VARIAZIONE DIDI CC


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GRAFICO CON VARIAZIONE GRAFICO CON VARIAZIONE DIDI TT


CONFRONTO TENACECONFRONTO TENACE--DUTTILEDUTTILE


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CONFRONTO TENACECONFRONTO TENACE--DUTTILEDUTTILE


TRAZIONE SU POLIMERITRAZIONE SU POLIMERI


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CONSIDERAZIONICONSIDERAZIONI

• PER IL PROGETTISTA Rm HA UN VALORE IMPOR-

TANTE, MA LO SNERVAMENTO LO È ANCORA DI

PIÙ → IN ESERCIZIO NON SI DEVE AVERE NESSUN

TIPO DI DEFORMZIONE PERMANENTE

• PER IL TECNOLOGO A% E Z% RAPPRESENTANO

DEGLI INDICI DI DEFORMABILITÀ PLASTICA DEL

MATERIALE


BIBLIOGRAFIABIBLIOGRAFIA• “SCIENZA E INGEGNERIA DEI MATERIALI. UNA

INTRODUZIONE”; W.D.CALLISTER Jr – ED EDISES

• “METALLURGIA” VOL.3; G.M. PAOLUCCI – ED

LIBRERIA PROGETTO, PADOVA

• “I CRITERI DI SCELTA E DI TRATTAMENTO DEGLI

ACCIAI DA COSTRUZIONE E DA UTENSILI”; VOL.1

CIBALDI CESARE – AQM

• NORME UNI72ING. FABBRETTI FLORIANO

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