Appunti di comportamento meccanico dei materiali

MATERIALI

Le interessi che si fanno sui materiali nell'ingegneristica sono:

1. Continuità: no buchi o vuoti su microscala e macroscala
2. Isotropia: possono indagare in tutti gli indirizzi
3. Macroscopica: indagazione essenzialmente in scala macroscala
4. Omogeneità: indagiamo essenzialmente su grani cristallini con scalatura
5. Comportamento isotropico: differenza non vuole grandezza, la numerosità dei campioni varia
6. Fattore chimico destabilizzante: il comportamento meccanico dei materiali sono stabilizzati per i legami stessi
7. La composizione manda il grado di messa in ventura

• Gli stati degli materiali possono variare da ossigeno totale a singola posizione
• Formano una definizione degli atomi in scala micrometrica
• I legami chimici tra gli atomi determinano la forma della struttura e un derivato del piano
• La differenza di simmetria permette di derogare cambiando i legami in modo da determinare piano

SELEZIONE MATERIALI

La selezione di un materiale è un processo che permette a individuarsi una soluzione di scelta di materiale mediante un subproblem in un processo di progettazione. Il primo passo è quello di individuare in modo massimo i classi/famiglie.

CLASSI DI MATERIALI

1. Metalli: legami metallici monoatomici, regulari, pliabili, resistenti a rottura
2. Ceramici: legami ionici, covalenti, regulari fragili, c, a
3. Vetrov: apporti fragili, non formali, migliorabili
4. Polimeri: legami covalenti, poco pigliabili, e, c, resisto mediante temperatura

Composti/Libridi: ridisposta tra l, c su e trattazione

Proprièt àol matoriale?

La soluzione di un materiale è un processo che

Proprietà dei materiali

Ogni materiale è caratterizzato dagli supplementi, ottenuto da un nodo unificato creato ad hoc nei meta-materiali. Per alcuni tipi di metalli esistono anche (secondo euristica) della struttura cristallina dei materiali.

• La maggior parte dei metalli cristallizza in CCC, CFC o EC.
• Atomo sui vertici e ogni faccia → 14 atomi, quindi CFC:

Gli atomi effettivi sono 4:

• Gli atomi sulla faccia sono condivisi → 6 ₂/3 atomi,
• Gli atomi sui vertici sono condivisi 1 annu → 8 atomi,
• quindi 8 ₁/8 + 4 atomi.

Fattore impacchettamento atomico

Definisco quando gli atomi nella cella non occuparlo effettivamente il volume, ossia quanto sono densi e compatti.

• Atomi = 4, 4^πr3/3

V _c = ⁴/_√2 quindi V = 4√2^2d → d = 4r/√2

FCA = 0.74

CCC:

• 1 atomo su ogni vertice e 1 atomo al centro per totale 7 atomi
• Gli atomi effettivi sono 2:
  • 1 atomo al centro
  • 24 atomi al vertice.

V = ¹⁶/₃ ^3r√3 → Oπ 0.68

FCA = 0.68

Variabilità in volume da CFC a CCC:

V _cfc = ³/_cfc con faccia nei differimento.

EC:

Prisma a base diagonale con 1 atomo su ogni angolo, uno al centro della base e 1 in triangolo equilatero al centro della prisma.

• Gli atomi effettivi sono 6

• C = 4√2r - 1.63 per caso doppio, ma variabil. in caso di

FCA = 0.68 → alto impacchettamento

COSTANTI DI SCAMBIO

• SCAMBIO SONO FORTEMENTE VARIABILI E DIPENDONO FORTEMENTE DA TIPO DI APPLICAZIONE, SONO MOLTO VARIABILI NEL TEMPO.
• IN GENERALE VENGONO USATI UN LORO VALORE APPROSSIMATO, MA IN GENERALE QUESTO INFLUISCE POCO SULLA SCELTA DEI MATERIALI OTTIMI PERCHÉ BISOGNA IN NUMERO DI MATERIALI FINITO (DISCRETO). UN CERTO MATERIALE RISULTA OTTIMO PER UN AMPIO RANGE DEI VALORI DELLO COSTANTI DI SCAMBIO.

• X ESEMPIO IN QUESTI CURVA SONO INDICATI I RANGE IN CUI I VARI MATERIALI PORTANO A UN'FUNZIONE DEI COSTANTI DI CAMBIO.

• PRO E CONTRO METODO → FUNZIONE (PROBLEMA)

• TIRO - NON VI⬚ - IDENTIFICA UN SOLO MATERIALE - CAMBIO x_i DIFFICILE DA DETERMINARE, DIFFICILE DA APPLICARE SE GLI OBIETTIVI SONO TANTI.

METODOLOGIE MULTIOBIETTIVO

QUESTE METODOLOGIE SUPPORTANO E AIUTANO NELLA SCELTA DELL'ALTERNATIVA MIGLIORE IN UNA OTTIMIZZAZIONE MULTIOBIETTIVO.

• PARTE ALL’IDEA CHE NELLE DECISIONI SI TENGO A STRATTA DI UNA INSIEME A ELEMENTI RELAZIONALI TRA LORO PORTANDO ALL'INLIMINAZIONE DELLA MIGLIORI ALTERNATIVE BASE INVECE CRITERI.

• DEFINIAMO:
  • ORIENTOMOSERTORE: - INDICAZIONI SU COMMA DEVE ESSERE VALUTATA UNA CERTA PRESTAZIONE (+ SCHEMA TORAIS RISORSE [MAORD ECONOMIC ECC.])
  • ALTERNATIVA: - UNA DELLE POSSIBILI SCELTE A DISPOSIZIONE DEI DECISORE
  • ATTRIBUTO: - CAPACITA' DI UNA ALTERNATIVA A SODDISFARE UN DATO CRITERIO
• TIPI DI REGOLA DECISIONALI:
  • OPTIMIZING RULE: STABILIRE ORDINAIMNETO COMPLETO TRA LE ALTERNATIVE SOLUZIONARE LA MIGLIOIAS
  • SATISFYING RULE: DETERMINARE UN ALTERNATIVA SODDISFACENTE, NON NECESSARIAMENTE LA MIGLIORE.

Resistenza

σ_max = \(\frac{M_b_{max}}{I}\)

\(W_f = \frac{I}{y_{max}}\)

• \(φ_f = \frac{W_f}{W_o} = \frac{6W}{A^{3/2}}\)

Torsione

R igidezza

k = \(\frac{HG}{L}\)

\(φ_f_t = \frac{k}{k_o} = \frac{7,14}{A^2}\)

Resistenza

σ_max = \(\frac{M}{W_t}\)

\(φ_f_t = \frac{W_k}{W_o} = \frac{m18W_t}{A^{3/2}}\)

W_o = \(\frac{A^{3/2}}{4.8}\)

W_k = \(\frac{y_tt}{r}\)

• I fattori di forma sono frequentemente limitati da:
• Limiti tecnologici: forma irrealizzabile
• Limiti strutturali: rottura o collasso

tale struttura non è conforme a quelle sollecitazioni, xcio il materiale subisce una deformazione nella plastica. le catene sono movimentabili (vicinanza degli atomi) se non limitano il comportamento.

Linea di dislocazione

La capacità di un materiale di deformarsi plasticamente è dovuta alla presenza di linee di dislocazione.

Una linea di dislocazione è una linea immaginaria che separa in modo netto una zona deformata da quella "spostata", ossia è una linea propria alla quale il reticolo è "distorto".

• Le dislocazioni si muovono in risposta a sollecitazioni.
• La resistenza alla deformazione plastica è più bassa di quella teorica in presenza di dislocazioni in quanto avviene per attrito di legami alle volte.
• La dislocazione nella deformazione plastica si sposta nel reticolo come un'onda, cioè avanza a microscopiumente.

Incrudimenti

Durante il loro movimento le dislocazioni interagiscono o si addensano (in prossimità di) ostacoli interni al materiale (inclusioni, bordi di grano, precipitati) e ostacolano il proprio movimento.

Inoltre durante deformazione le dislocazioni aumentano e si creano i vorticci portanti fenomeni di incrudimento ossia resistenza alla deformazione plastica, ciò è osservato richiesto sforzo o tormometatura mancosa.

• Resilienza: energia elastica accumulata
• Tenacità: energia accumulabile prima di rottura

POLIMERI E VETRO

VETRO: FORMATO DA ANELLI DI SILICIO E OSSIGENO, RAMIFICATO IN FORMA CATENARIA SENZA FORMA AMORFA ORDINATO CON RAPIDA DIMINUZIONE DI TEMPERATURA CIO NON DA' TEMPO AL MOLECOLI DI DISPORSI COORDINATAMENTE

POLIMERI: LE CATENE POLIMERICHE SON FORMATE DA UNA CATENA CENTRALE DI CARBONIO A CUI SONO COLLEGATI IDROGENI E GRUPPI FUNZIONALI VARI.

LO CATENE POLIMERICHE INTERAGISCONO TRA LORO CON DUE INTERAZIONI:

• FORZE DI VAN DER WAALS E LEGAMI IDROGENO (TIPICI ABSOLI)
• LEGAMI FORTI COVALENTI TRA CARBONIO

POSSONO PRESENTARSI IN STRUTTURA AMORFA O SEMI-CRISTALLINE

ELASTOMERI: CATENE POCO RAMIFICATE E DUTILI.