Appunti di trazione

Scienza delle costruzioni

Comportamento meccanico dei materiali

Prova di trazione

La prova di trazione è essenziale per la caratterizzazione meccanica dei materiali. Essa viene condotta tramite le macchine universali di trazione. Si effettua la prova su un provino in genere a forma di «dog-bone» (osso di cane), con le estremità più spesse per non avere alterazioni nello stato di tensione in corrispondenza e per evitare rottura nelle zone terminali, oltre che per assumere che vi sia uno stato di tensione uniforme.

Vincenza Sciortino, Scienza delle costruzioni 2020-2021

Come è composta la macchina?

C'è una cella di carico che ha la funzione di misurare istante per istante la forza applicata al provino, sul quale viene installato un estensimetro. Vi sono due ganasce, un elemento mobile: parte di traversa superiore che si muove, per spostamento individuato dalla macchina, e parte di traversa inferiore bloccata.

Vincenza Sciortino, Scienza delle costruzioni 2020-2021

E se raddoppiamo la lunghezza, che succede?

Vincenza Sciortino, Scienza delle costruzioni 2020-2021

Stato di tensione

Osservando la zona del tratto utile del provino, si osserva che si manifestano degli sforzi interni/tensioni interne che dipendono dalla sezione trasversale del tratto. Se prendiamo il provino cilindrico e si ipotizza di tagliarlo in due con un piano, questo era in equilibrio prima del taglio, pertanto deve stare in equilibrio anche dopo il taglio. Dunque esistevano delle tensioni interne che tenevano unito il corpo, queste vanno a generare uno stato di tensione interne del materiale. Questo sforzo veniva trasmesso attraverso una superficie, cioè ogni areola elementare del provino. Se dividessimo la sezione trasversale del provino in altre sotto parti che succede?

Vincenza Sciortino, Scienza delle costruzioni 2020-2021

Modulo di Young

Facendo considerazioni sulla tensione, si ricava il modulo di Young come segue. È una caratteristica intrinseca del materiale che descrive le proprietà elastiche di questo. Legge di Hooke generalizzata, si estende il concetto della semplice molla elastica al comportamento elastico dei materiali, inserendo un nuovo concetto legato alla «deformazione» di un provino sottoposto ad uno stato di tensione.

Vincenza Sciortino, Scienza delle costruzioni 2020-2021

Deformazione trasversale. Coefficiente di Poisson

Un materiale sottoposto ad una prova di trazione si deforma ma a volume costante, pertanto non variano le condizioni fisiche del provino, ma la forma in qualche maniera. Oltre ad avere una deformazione lungo la direzione di carico, sia...