Appunti del corso di Progettazione con i materiali polimerici

Name: Appunti del corso di Progettazione con i materiali polimerici
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Author: manuelaci

Revisionato il 11/07/2026

di manuelaci

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Appunti del corso di Progettazione con i materiali polimerici tenuto dalla prof Alessandra Lorenzetti. Gli appunti sono costituiti dalle spiegazioni della prof tenute a lezione, poi integrati …

Esame Selezione e progettazione dei materiali

Facoltà Ingegneria

Dal corso del Prof. Lorenzetti Alessandra

Università Università degli Studi di Padova

A.A. 2020-2021

111 pagine

Appunti esame

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Estratto del documento

Capitolo 14 - Frattura meccanica nei polimeri

Creep nei polimeri

Stiamo ancora parlando di creep. Riconsiderando la distribuzione degli sforzi e la curva di resistenza della parte, quando faccio il dimensionamento ho due curve che non devono sovrapporsi perché dove si sovrappongono avviene la failure, in questo caso meccanica. Dove diminuisce maggiormente la parte dobbiamo considerare che in seguito a fenomeni di creep il modulo elastico, che in realtà si chiama modulo a creep, decresce nel tempo, cioè la mia parte diventa sempre meno rigida. Infatti gli sforzi di creep tendono a spostare la resistenza della parte verso sinistra. Nel dimensionamento dovremmo cercare di capire come la curva del σ si sposta verso sinistra nel tempo per evitare le failure della parte.

Stress - Relaxation

Nelle prove di stress relaxation applichiamo una deformazione costante E₀ e andiamo a misurare nel decrescere nel tempo ε e la curva di stress - relaxation più che rappresentare σ(t) vs t, si rappresenta il modulo di rilassamento E(t) vs t. Ovviamo che σ = Ee quindi E(t) = σ(t). Un esempio di curva di stress - relaxation per un polimero, curve che sono parametrizzate con la temperatura. Queste curve servono per il principio di sovrapposizione tempo - temperatura, che serve per simulare il comportamento di un polimero in tempi diversi, andando a fare una prova di creep/stress relaxation ad una T più alta.

Esempio: Voglio il comportamento del PMMA a 100,000 ore a 60°C, non dato dal grafico, non posso fare prove così lunghe. Allora ho T di prova, prendo quindi una curva a 140°C e prendo un tempo t ad esempio di 1h. Come posso capire quale curva è rappresentativa (T) e che tempo devo mia situazione? Utilizzo un grafico che mi dice per un shift a σ tempo di 1h prendo una curva verso destra quale della curva a 100°C. FONDO LA CURVA NOSTRA DEL 60°C.

Ma si ricorda che il principio di sovrapposizione tempo-temp. è valido solo nel range di visco elasticità lineare. Importante aspettare condizioni stazionarie prima di fare prova a tempo. È un prodotto chimico not know if long??

Capitolo 14 - Struttura meccanica nei polimeri

Creep nei polimeri

Stiamo ancora parlando di creep. Riconsiderando la distribuzione degli sforzi e la curva di resistenza della parte, quando gioco il dimensionamento ho due curve che non devono sovrapporsi perché dove si sovrappongono avviene la failure, in questo caso meccanicamente. Dopo dimensionamento della parte dobbiamo considerare che in seguito avvengono fenomeni di creep e fenomeni di elastico, che in meccanica si chiamano credito a creep, che decresce nel tempo, cioè la mia parte diventa sempre meno rigida. I componenti soggetti a creep tendono a spostare la resistenza della parte verso sinistra. Nel dimensionamento dovremmo cercare di capire come la curva blu si sposta verso sinistra nel tempo per evitare le failure della parte.

Stress - Relaxation

Vesso prove di stress relaxation acquistiamo una deformazione costante E_o e la mantengo nel tempo. Noi chiamiamo w _{(tension, stress relaxation)} più che rappresentate E(t) vs t, si rappresenta il modulo di rilassamento E(t) vs t. Valutiamo che s = Ee (E) quindi E(t) = s(t)/E.

Un esempio di curve di stress-relaxation per un polimero, curve che sono parametrica con la temperatura. Queste curve servono per il principio di sovrapposizione tempo-temperatura, che serve per stimolare il comportamento di un polimero in tempi diversi, andando a fare una prova di creep/stress relaxation ad una T più elevata.

Esempio: Voglio il comportamento del PMMA a 100000 ore a 10°C; non dato dal grafico, non posso fare prove così lunghe. Allora faccio T di prova, prendo quindi una curva a 140°C e prendo un tempo e ad esempio di 1h. Come riesco a capire quale curva è rappresentativa (T) e che tempo devo mia situazione? Utilizzo un grafico come quello per lo shift e traslo verso destra, cioè verso destra della curva a 100°C - Trovo la curva rispetto del comportamento.

Ma si ricorda che il principio di sovrapposizione tempo-temp. è valido solo nel range in cui il visco elastico è lineare. Importante ricordarsi che il principio è valido per stress - relaxations che avviene nel campo visco plastico e non viscoso, altrimenti rischio di avere uno stato che non è quasi deformato, ma quasi elastico.

Infatti, se applico in creep un σ cost. ottengo dopo 10 h ε(Δt), se applico invece una (load) cost. ottengo dopo 40 h un δ≠δ₀, ma di poco, questo giustifica questo la scelta.

Perciò, andando dalla caduta del creep e il modulo di rilassamento è la somma di stresso (sia a trazione che a taglio). σ = εE Modulo di E(t) = _σ(t)/_ε(t) rilassamento σ₀ cedevolezza D(t) = _ε(t)/_σ(t) a creep D = ₁

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