Meccanica applicata alle macchine - 2

CONTATTI PUNTIFORMI Il contatto tra due sfere generiche, rispettivamente di

r r

raggio ed , sotto l’azione di una forza di

1 2

chiusura Q normale alle superfici, genera una zona di

a

contatto circolare; si indichi con il raggio di tale

δ

areola, mentre rappresenti la deformazione nella

direzione verticale, ovvero l’avvicinamento dei centri

delle due sfere.

CONTATTI LINEARI

In analogia con il caso precedente, si analizzi il caso in cui due cilindri siano in

contatto lungo una generatrice (detto brevemente contatto cilindro-cilindro)

attraverso un’analisi dimensionale. Dalla Figura 3.5 si può notare che l’area effettiva

l 2b.

di contatto è in questo caso un rettangolo di base e altezza

ATTRITO RADENTE: IL MODULO DI COULOMB

L’esperienza dimostra che, quando due corpi strisciano l’uno rispetto all’altro, nasce

sempre una forza, detta di attrito radente, che si oppone al movimento: quando essa è

trascurabile si parla di condizioni operative “ideali” altrimenti di caso “reale”.

Un modo piuttosto classico di descrivere il fenomeno dell’attrito è il seguente: come

noto, nel caso ideale (vincoli lisci) la reazione vincolare che agisce su ciascuno dei

membri della coppia in moto relativo è normale alle superfici coniugate; nel caso reale,

invece, essa si inclina di un angolo ϕd, detto angolo di attrito dinamico (o anche

cinematico); tale inclinazione fa nascere una componente tangenziale, detta forza di

attrito dinamico, che ha verso tale da opporsi al moto.

AZIONI FLUIDODINAMICHE

se un corpo è immerso in un fluido, la presenza di un moto relativo tra corpo e fluido

genera sulla superficie del corpo stesso una distribuzione di pressione fortemente

dipendente da molti parametri, tra i quali l’assetto del corpo e la velocità relativa. Le

forze e coppie risultanti da tale distribuzione di pressione sono dovute alle azioni

normali di pressione ma, nel caso di fluidi reali, anche dalle azioni tangenziali, causate

dalla viscosità del fluido. Entrambe queste componenti costituiscono una resistenza al

moto del corpo e comportano una dissipazione di energia 56meccanica che viene

detta resistenza fluidodinamica (o anche attrito fluidodinamico) e che solitamente si

cerca di ridurre. In altri casi l’azione tra fluido e corpo ha una componente utile che si

cerca di massimizzare, come per esempio la forza portante di un’ala o la propulsione

di un’elica.

ATTRITO INTERNO

Lo smorzamento strutturale dei corpi solidi è dovuto all’attrito interno che si sviluppa

nei relativi materiali, che non sono perfettamente elastici. La curva tensione-

deformazione presenta un ciclo di isteresi dovuto ad un comportamento visco-

elastico del materiale, che reagisce in ritardo alle sollecitazioni applicate. L’area del

ciclo rappresenta l’energia meccanica per unità di volume che viene dissipata nel

materiale dall’attrito interno; tale energia risulta approssimativamente proporzionale

al quadrato dell’ampiezza del ciclo di deformazione e viene “degradata” sotto forma di

calore;