Meccanica della frattura e resilienza

La rottura

• Dalla prova di trazione si ottengono carico di

snervamento e rottura

• Se la sollecitazione applicata è inferiore al

carico di rottura il componente rimarrà integro

per tutto il tempo d’esercizio

1- DIPENDE DAWA

• È sempre vero? TEMPERA Devi

NRA Portia

IN n

Cui )

opera sopeovanni

, it Marivaux

*

DIPENDT si Costume

DA Defers : SALDANA

DELEE

( DIANE

Mien

LA . Ancre

is

wrapper i

It DAWA '

A

'

set

BARAN TENALIIA

"

' :

flora

with

CON ) I

! NO WTA DEL

Cari .

i CAPA

AMITA

DINA .

' MAREN '

close Ahi

o un or

MATALE .

Aus Orsini e' www.APNM-oi

ARRIVA A

ni ROMA

Tranne qualche eccezione…

f

( ACRA

NI

( I AWA )

Dew ROT

A NA

I CORPO era

L

CHAN DO Nor

-

Avery '

! Sasso I )

terra

stone power

rn TEMPE

' A Anna

e

CANA OMA mornin

y

'

Duo Aruwimi in

/ Frattura

Averno them CO e

PLA Sileo

• Per i materiali ingegneristici sono possibili due modi di

frattura Onion it

IN

ENE CASO Nerva

AW Franny

-

IN o

, .

IN

Canipe MAHAN ITENACITA .

I UNA

. l '

A

Artvin

^ .

) I AVVIEVE CAMPO

Photos NO

– IN

Necessary

duttile Shivani pin

me nauplius oasis

i Khani in Arani

:

Cr ,

I

– fragile '

Aarons Erb INFEN

→ NOVO

EN ' Charro

A

neuro our in

or ,

, ENEMY

NON Corre PLASS

UVA DEFORM

ICO

ALAN

EDE Buro .nl

New AHA ICA

, .

• la classificazione si basa sulla capacità di un materiale di

subire deformazione plastica

• ogni processo di rottura, in risposta ad un carico

imposto, avviene in due stadi:

– la formazione

– e la propagazione di una cricca

• il modo di rottura è fortemente dipendente dal

meccanismo di propagazione della cricca

Frattura duttile

• La rottura duttile è caratterizzata da

un’intensa deformazione plastica nelle

vicinanze della cricca che avanza Arianna

Nor in

Difiore no

se

; Avner

• Canio

il processo procede relativamente lento IL

so )

( neuro

IN crust

all’aumentare della cricca stessa

• tale cricca viene solitamente definita stabile:

resiste ad ogni ulteriore avanzamento finchè

non si ha un aumento del carico applicato

Wowow I

J ① EVIDENT

NO • vi sarà inoltre una marcata e visibile

or deformazione delle superfici di frattura

CO

ANANTA CAN

Can CENTO

UN

Creep Pro

←

A PALA

/ none

stance

APPVCATO

Le Avco

C

si SE Avner

finna re

so

war

Po . Frattura fragile

• Le cricche possono propagarsi in modo

estremamente rapido IVELOC.in )

' DEL sumo

• la deformazione plastica è assente o

estremamente contenuta PRO PAGAN Biu

Nora

fi Ali

• tali cricche sono definite instabili e la

propagazione, una volta innescata,

continuerà spontaneamente senza bisogno

di aumentare il carico applicato

UNA oi Prop

nai

M-buunrt-u-e.no

VOW Nv

.nu .sn

,

( www.ecawccd-ih-CNeer-oipnopawuiv-jfrvo

car ALLA

he Nonna

Esempi

di

frattur

a

fragile TEN

SCAN AURA

A

NUMEN Caminiti c'

' AREA

e Li

Tenacità Shui RANA

's CA

fi

JOIN A DAWA SFO

Corra htt Ui

FRAG ,

ON FORMA NAE NCAVAIA DURANTE

Di

A Provo Thawne

• Capacità di un materiale di assorbire

energia fino al raggiungimento della rottura

• Energia assorbita da un materiale:

– deformazione elastica

– deformazione plastica

– creazione di nuove superfici (frattura)

– altro… (energia cinetica, attrito,

emissione acustica…)

"

ENON

DID DA :

Tio

KNEW RA

. si F

0T .

rich a era on r A

. ? ai-oi.me .

Nana I Minot Nt

ANNE A

NEW Nra

Ii E .

1A cut has .

un e .

. rn noo .

at: air

I II. aer.ua .

' DTR

or TLA Oh

ith

or MA

ammnmarmramo.ir#rEE::::::.n:::.

'

. .

" !

" e- vines :

a . man .

.

. Ii: i

"

Es PEN

nee JANA Por A

Arco

BARBA

QUALCHE VOLTA LE COSE NON .

BBmBtmsa

VANNO PER IL VERSO GIUSTO…

of

Esempio frattura duttile o fragile in

acciai per metanodotti

'

Prov Scorpio

A o . !frattura duttile

"frattura fragile

Se i metalli sono duttili, perché a volte

si rompono in modo fragile?

• Per potersi deformare plasticamente i metalli

hanno bisogno che vi siano le condizioni per

poterlo fare.

• Le rotture fragili in esercizio sono sempre

associate alla presenza di difetti! CON

A

VANN O CEN rare

-

1- i Ufo

LO Rto

• La tolleranza di difetti di dimensioni più o

meno elevate dipende da:

– Materiale

– Spessore del componente

– Temperatura

– Modalità di applicazione della sollecitazione

Esempio di rottura fragile di una barra

di 36mm di diametro innescato da un

difetto profondo 1mm

I sooo

E

corrosion rail

Poor

Accra Con

O

, La barra era

BA ou X

id sins

TEN ACHA caricata ad

uno sforzo

pari a circa

l’80% del suo

carico di

snervamento

initiation La prova di trazione è in grado di

discriminare il comportamento di un

materiale metallico tra duttile e fragile?

overrun

'

ronni

it '

• No! MA

µ s a

-

cut .

so

Oil

'

e

Nor five

Dvd

• Se nella prova di trazione un materiale metallico

si comporta in modo fragile, è sicuramente

fragile, ma non è valido il caso contrario!

• Per meglio analizzare il comportamento

duttile/fragile dei materiali occorre introdurre un

altro approccio!

Principi di meccanica della frattura

Concentrazione degli sforzi

• La resistenza a rottura di un materiale solido è

funzione delle forze coesive esistenti tra gli

atomi.

• La resistenza teorica coesiva di un solido fragile

elastico è stata stimata approssimativamente a

E/10. ! uterine

Ei Enema D

[ a Weisse a

• La resistenza a rottura sperimentale è Artus

Nova

j

normalmente da 10 a 1000 volte inferiore

• negli anni ‘20 Griffith ipotizzò che ciò fosse

dovuto alla presenza di piccolissimi difetti o

cricche in superficie o all’interno di un metallo

SN M-croocdie.AM

Louise

Anew - 're Nor ' si

mat

NO Concerned

Aun strum Deve

Dtr Diners

O

www . .

:

bestow e Noi

our LO Dru revised NO

S .

FOND SPEN Mini Are i LA SENO NE

DAL Navona

Mv a

I

. REWNE Auuxnra

• I difetti diminuiscono la resistenza a rottura in

quanto il carico applicato può venire amplificato o

concentrato all’apice del difetto Pri - GRANDE

e A

Chrome

Ori sup Dave too

a Nsr

.

• l’intensità di amplificazione dipende '

I PICCOLA r

dall’orientazione della cricca e dalla sua geometria

• la distribuzione dello sforzo localizzato diminuisce

con la distanza dall’apice della cricca.

• In una posizione sufficientemente lontana lo sforzo

è uguale a quello nominale (carico

applicato/sezione resistente)

^ www.rsra/NfrNlfADvEnrr-smrNE

Laser Minshew '

.

rainy new

PROV

LUNG

DIFENO Nuva NO

,

f-

IN ITA

IN

µ L DEFORM NONE Slit

, .

Tasmania

Resistive

20

So I

On .

. So

÷

: v

-

6 Aunt Phosphine

NIA '

IN oily CNCCA

I i

re

! @

Sfa -

O -

MINATO J Gm PER it

Avenir = re - @

IN

si CNCCA AUNT hi

I ANAND DAWA

O

- - -

Gm CNCCA

.

- Forero

LOS

- -

- -

- - -

- - -

-

- - . -

.

. .

- - -

-

- NOUN

LOCAUIIATO si

⑦ A sfonro Nominate

AUD

y

ANDA SUGGENIO

Minoo Nri

'

LUNA

Dich FUNN

Stunt ONE

Dairy )

NALDO PER Earth CA

UNA CNCCA

:p K fiscal

Pi ,

• Il cedimento dei materiali metallici si può

avere in condizioni: A

ennui ca

Mino surra

Found

y

– completamente elastiche (meccanica della frattura

lineare elastica)

Ui

Marina

L

r

ji A

- bra

a – completamente plastiche (meccanica della

Diromrnro frattura post-snervamento)

Carrow t

PLA Jr I – oppure intermedie (meccanica della frattura

elasto-plastica).

www.vrorx-i

I come

, wel

Mira

MAI .

Meccanica della frattura lineare-elastica

(MFLE)

• È l’approccio più semplice e allo stesso tempo

più severo

DA Ari he

NOWE FRANA

ZINTAN • È valido rigorosamente solo per i materiali che

ELASTICA non ammettono deformazione plastica

• Se si segue un criterio della MFLE questo

risulterà più conservativo rispetto ad ogni

approccio basato su criteri che tengano conto

della deformazione plastica

(

i Oi

AND

virus Owes Meir )

so Mfr

O Anansi i

.

hi s so NEW

missin Consular

a Pri

. Carolina 'VE

'

.

POVO Ei

Ibni Mio

Masa

in . no

owe comin '

Mai

re Nov

.

NSCN

it Oi

O DEfonm.ru Author

- Plastic

; si Remain

e own si

Teoria di Griffith

ALCOA

C ' Erina

L Appnocrro

,

→

,

've

NET AU

Aura ' Everbank

AVANRANUVNRO

DEL Difford

(

b • La rottura avviene quando, sotto l’azione di

DAL Punto

Di VNRA C CO

NINI uno sforzo di trazione, lo sforzo all’apice di

una cricca supera la resistenza teorica di

coesione di un materiale (fragile)

• ciò porta alla formazione di una cricca