Prova di trazione (2)

Prova di trazione

La prova di trazione è una prova meccanica classificata in base alla dinamica come prova statica, cioè il carico viene impiegato lentamente. La trazione consiste nell’applicare uno sforzo coincidente con l’asse geometrico del pezzo e tende ad allungarlo.

La prova di trazione EN 10002 consente di stimare:

• Resistenza meccanica (RM) del materiale, cioè a quale sforzo esso è in grado di resistere prima di rompersi o di deformarsi in modo irreversibile, plasticamente.
• Deformabilità, cioè la capacità di deformarsi sotto l’applicazione di un carico.
• Elasticità, cioè capacità di un materiale di resistere all’applicazione di un carico deformandosi in modo non permanente, elastico, ritornando alla forma e alle dimensioni originali dopo aver rimosso il carico.

Grazie alla prova di trazione si può eseguire un collaudo che verifica le caratteristiche di un materiale per vedere se corrispondono con quelle prescritte.

Provini unificati

Vengono realizzati provini con forma e dimensioni unificate:

• Forma solitamente cilindrica o prisma a sezione rettangolare o quadrata. Estremità allargate per consentire la presa del provino da parte delle pinze.

Le estremità variano in funzione della tipologia di pinze utilizzate.

• Zona centrale viene misurata per determinare le deformazioni del materiale. In particolare, la zona centrale del provino, compresa fra due segni di riferimento, è la parte di cui viene monitorata la lunghezza durante la prova. Esiste un rapporto tra L0 e la sezione.

L0=K*√50

K=5,65 (provette corte)

K=11,3 (provette lunghe)

Si può dimostrare che se K=5,65 il rapporto L0/D=5, mentre per K=11,3 il rapporto è uguale a 10.

• Diametro calibrato deve avere un tratto che sia più lungo di L0 di un valore che va da 0,5 al doppio del diametro del provino.
• Norme UNI descrivono il modo di prelevamento e di preparazione.

Modalità di realizzazione del provino

• Il campione dev’essere rappresentativo del manufatto.
• Il saggio è la parte di materiale destinata alla preparazione della provetta.
• Il distacco, taglio, dei saggi e la successiva lavorazione devono avvenire a freddo, di modo da non alterare le caratteristiche del materiale.
• Salvo che per le leghe di alluminio, l’asse delle provette dei pezzi laminati e fucinati deve essere parallelo al senso delle fibre.
• Il prelievo non deve alterare il materiale originario.
• Prelevare più campioni dallo stesso pezzo.

Serraggio

Il sistema di serraggio utilizzato deve:

• Evitare che vi siano degli slittamenti pinza/provino quando viene applicato il carico.
• Realizzare un corretto allineamento fra l’asse del provino e la direzione di sollecitazione, evitando che nascano sollecitazioni trasversali all’asse del provino.
• Consentire un rapido montaggio delle provette e smontaggio dei monconi finali.
• Le pinze variano in base al materiale utilizzato, alle estremità del provino e alle pinze d’uso in questione.

Procedimento

Il provino viene sottoposto a uno sforzo continuo e crescente fino alla sua rottura.

La macchina universale registra gli allungamenti della provetta in relazione ai carichi e ne elabora un grafico dal quale si desumono dati fondamentali, ad es.:

• Allungamenti percentuali.
• Carico al limite della proporzionalità.
• Carico unitario di rottura.

Il macchinario utilizzato per la prova di trazione è accessoriato di una cella di carico per rilevare la resistenza del materiale. Nel caso comune, solo la pinza inferiore tende ad allungare il pezzo, mentre quella superiore sta ferma.

Un altro strumento di misura è l’estensimetro, ci aiuta a valutare l’allungamento/deformazione in base al carico impresso. L’estensimetro riesce a valutare la tensione elettrica di un materiale, che varia all’aumentare dell’allungamento, attraverso un ponte di Wheatstone.

Prova di trazione – diagramma F-ΔL

Grafico della prova per un acciaio ricotto a basso tenore di carbonio

• Fase elastica e proporzionale.
• Fase esclusivamente elastica.
• Fase elastoplastica.
• Snervamento.
• Fase plastica e di rottura.

Prova di trazione – grandezze caratteristiche

Carico unitario al limite di proporzionalità