Prova di Trazione e Geometria del Provino
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Questions and Answers

Quale proprietà meccanica può essere determinata durante la prova di trazione?

  • Modulo elastico (correct)
  • Densità
  • Altezza critica di buckling
  • Temperatura di fusione
  • Qual è il significato di $L_0$ nella prova di trazione?

  • Sezione trasversale del provino
  • Lunghezza totale del provino
  • Diametro del provino
  • Tratto utile sul quale si effettuano le misure (correct)
  • Quale normativa non è associata alla prova di trazione?

  • UNI EN 10002
  • ASTM E8
  • ISO 9001 (correct)
  • EN 10002-1
  • In quale situazione si verifica la deformazione elastica?

    <p>Quando il carico applicato è rimosso e il materiale ritorna alla forma originale</p> Signup and view all the answers

    Quale delle seguenti opzioni è una misura della duttilità?

    <p>Allungamento percentuale</p> Signup and view all the answers

    Qual è la funzione delle estremità a sezione maggiorata nel provino?

    <p>Facilitare l'afferraggio alle traverse della macchina di prova</p> Signup and view all the answers

    Come viene determinato il valore corretto del tratto utile $L_0$?

    <p>In base alla sezione iniziale della provetta $S_0$</p> Signup and view all the answers

    Quale carico unitario è associato alla rottura del materiale?

    <p>Rm</p> Signup and view all the answers

    Qual è la formula corretta per calcolare lo sforzo 𝜎?

    <p>$ rac{F}{A_0}$</p> Signup and view all the answers

    Cosa rappresenta l'allungamento ∆L durante la prova di trazione?

    <p>La variazione della lunghezza del provino</p> Signup and view all the answers

    Qual è il primo passo nella classificazione delle prove meccaniche?

    <p>Definizione delle dimensioni del provino</p> Signup and view all the answers

    Qual è la parte della macchina di prova che produce lo sforzo?

    <p>Incastellatura con traversa mobile</p> Signup and view all the answers

    Cosa misura l'estensimetro durante la prova di trazione?

    <p>L'allungamento del provino</p> Signup and view all the answers

    Quale affermazione descrive meglio la deformazione plastica?

    <p>Deformazione permanente</p> Signup and view all the answers

    Qual è l'unità di misura tipica per la forza F durante la prova di trazione?

    <p>Newton (N)</p> Signup and view all the answers

    Quale valore è rappresentato da $𝜀 = 100 imes rac{ riangle L}{L_0}$?

    <p>Deformazione percentuale</p> Signup and view all the answers

    Che cosa rappresenta lo sforzo nello studio della meccanica dei materiali?

    <p>Forza per unità di area</p> Signup and view all the answers

    Quale delle seguenti modalità di applicazione del carico non è inclusa nella prova meccanica?

    <p>Flessione</p> Signup and view all the answers

    Nel calcolo della deformazione elastica, quale relazione è corretta?

    <p>La deformazione è direttamente proporzionale allo sforzo applicato</p> Signup and view all the answers

    Cosa indica la deformazione plastica in un materiale?

    <p>Deformazione permanente</p> Signup and view all the answers

    Qual è il momento d'inerzia polare J utilizzato nel calcolo dello sforzo di torsione?

    <p>$\frac{\pi r^4}{2}$</p> Signup and view all the answers

    Nel caso di taglio, cosa rappresenta l'area resistente A0?

    <p>L'area parallela alla direzione del carico</p> Signup and view all the answers

    Qual è la funzione principale della prova di trazione?

    <p>Determinare proprietà dei materiali sotto carico uniassiale</p> Signup and view all the answers

    Cosa accade alla microstruttura del materiale durante la deformazione plastica?

    <p>Le dislocazioni si muovono causando deformazioni permanenti</p> Signup and view all the answers

    Cosa provoca la formazione di micro-cavità (dimples) durante la deformazione plastica?

    <p>La deformazione plastica si localizza su difetti nel materiale, provocando la formazione di micro-cavità che coalescono e possono portare alla rottura.</p> Signup and view all the answers

    Perché è errato affermare che un materiale si indebolisce dopo la strizione durante una prova di trazione?

    <p>È errato perché nella curva $ ext{σ-ε}$ nominale lo sforzo è calcolato usando la sezione iniziale e non quella istantanea.</p> Signup and view all the answers

    Cosa rappresenta l'area sottesa dalla curva $ ext{σ-ε}$ nella prova di trazione?

    <p>L'area sottesa dalla curva rappresenta l'energia assorbita dal materiale prima della rottura, indice di tenacità.</p> Signup and view all the answers

    Come si relazionano tenacità e duttilità in un materiale?

    <p>In generale, un materiale tenace è anche duttile, ma non sempre il contrario è vero, come per il piombo (Pb).</p> Signup and view all the answers

    Qual è la formula per calcolare lo sforzo reale $ ext{σR}$ considerando le deformazioni?

    <p>La formula è $ ext{σR} = ext{σ} imes (1 + ext{ε})$, dove $ ext{σ}$ è lo sforzo nominale e $ ext{ε}$ è la deformazione nominale.</p> Signup and view all the answers

    Cosa accade durante il fenomeno di snervamento in un provino sottoposto a trazione?

    <p>Durante lo snervamento, le dislocazioni nel materiale si sbloccano improvvisamente, causando un brusco calo del carico necessario per muoverle.</p> Signup and view all the answers

    Qual è la conseguenza dell'incrudimento nel tratto plastico di un provino?

    <p>L'incrudimento porta ad un aumento dello sforzo necessario per continuare a deformare il provino dopo il snervamento.</p> Signup and view all the answers

    Cosa rappresenta il carico unitario di rottura $\sigma_R$ durante la prova di trazione?

    <p>$\sigma_R$ rappresenta lo sforzo massimo che un provino può sostenere prima di subire una frattura, anche se il provino può mostrare un restringimento prima della rottura.</p> Signup and view all the answers

    In che modo la strizione influisce sulla prova di trazione di un materiale?

    <p>La strizione è un restringimento di sezione localizzato che si verifica dopo il carico massimo e può portare alla frattura del provino.</p> Signup and view all the answers

    Qual è l'importanza della microstruttura del materiale nel contesto della prova di trazione?

    <p>La microstruttura del materiale influisce significativamente sui risultati della prova di trazione, compresi i valori di snervamento e rottura.</p> Signup and view all the answers

    Qual è la relazione tra il fenomeno di 'strain aging' e lo snervamento?

    <p>'Strain aging' o formazione delle atmosfere di Cottrell spiega come le dislocazioni si bloccano, contribuendo al fenomeno di snervamento nel materiale.</p> Signup and view all the answers

    Quale equazione descrive l'incrudimento e quali sono i suoi parametri principali?

    <p>L'incrudimento può essere descritto da un'equazione che coinvolge l'indice di incrudimento $n$ e il fattore di sforzo $k$.</p> Signup and view all the answers

    Cos'è l'allungamento recuperabile e come si manifesta nel tratto plastico?

    <p>L'allungamento recuperabile riguarda la deformazione elastica che può essere restituita una volta scaricato il provino nel tratto plastico.</p> Signup and view all the answers

    Quali sono le due grandezze ricavate durante la prova di trazione?

    <p>L'allungamento ∆L e la forza F.</p> Signup and view all the answers

    Qual è la funzione della parte della macchina di prova dedicata alla trasmissione dello sforzo?

    <p>Permette di afferrare i campioni tramite due morse e attrezzature adatte.</p> Signup and view all the answers

    Che cosa indica la deformazione nominale 𝜖 in percentuale?

    <p>La deformazione relativa calcolata come 𝜖 = 100 ∙ ∆L / L0.</p> Signup and view all the answers

    Quale normative definisce il valore di k e n nella prova di trazione?

    <p>Le normative europee e americane stabiliscono rispettivamente k = 5,65, n = 5 e k = 4,61, n = 4.</p> Signup and view all the answers

    Descrivi il ruolo della cella di carico nella prova di trazione.

    <p>Serve a misurare la forza applicata al provino durante il test.</p> Signup and view all the answers

    Quali fattori influenzano la geometria delle provette durante la prova di trazione?

    <p>Il tipo di prodotto o semilavorato e il tipo di componente da testare.</p> Signup and view all the answers

    Cosa rappresenta lo sforzo 𝜎 nel contesto della prova di trazione?

    <p>È definito come 𝜎 = F / A0, dove F è la forza e A0 è l'area della sezione trasversale iniziale.</p> Signup and view all the answers

    Quali sono le tre parti fondamentali di una macchina di prova per trazione?

    <p>Parte per produrre lo sforzo, parte per trasmettere lo sforzo e parte per misurare forza e allungamento.</p> Signup and view all the answers

    Qual è il significato di Rs nella prova di trazione?

    <p>Rs rappresenta il carico unitario di snervamento.</p> Signup and view all the answers

    Perché è importante seguire le normative standard come UNI EN 10002 durante la prova di trazione?

    <p>Seguire le normative garantisce la comparabilità e l'affidabilità dei risultati della prova.</p> Signup and view all the answers

    Come viene determinato il tratto utile $L_0$ in relazione alla sezione iniziale della provetta?

    <p>Il tratto utile $L_0$ viene calcolato utilizzando la formula $L_0 = k imes S_0$, dove $k$ è una costante.</p> Signup and view all the answers

    Descrivi la funzione delle estremità a sezioni maggiorate nel provino di trazione.

    <p>Le estremità a sezioni maggiorate servono per l'afferraggio del provino nella macchina di prova.</p> Signup and view all the answers

    Quali sono le misure della duttilità che possono essere ottenute dalla prova di trazione?

    <p>Le misure di duttilità includono l'allungamento percentuale $A\%$ e la strizione percentuale $Z\%$.</p> Signup and view all the answers

    Cosa indica la condizione che in ogni punto della sezione trasversale si ha una tensione normale uguale?

    <p>Indica che la prova è progettata per assicurare una distribuzione uniforme dello sforzo attraverso il provino.</p> Signup and view all the answers

    Qual è il rapporto tra il tratto calibrato e il tratto utile $L_0$ nel provino di trazione?

    <p>$L - L_0$ è circa pari alla massima dimensione della sezione trasversale.</p> Signup and view all the answers

    In base a quale dimensione si determina il valore di $n$ per sezioni rettangolari?

    <p>Il valore di $n$ è determinato in base al diametro del cerchio di uguale area.</p> Signup and view all the answers

    Qual è la legge che descrive la deformazione elastica nei metalli?

    <p>La legge di Hooke, che afferma che $ au = E imes u$.</p> Signup and view all the answers

    Cosa rappresenta il limite di proporzionalità in un materiale?

    <p>È il carico oltre il quale il comportamento elastico-lineare cessa e non vale più la legge di Hooke.</p> Signup and view all the answers

    Qual è la definizione di modulo elastico o modulo di Young?

    <p>È una misura della rigidità di un materiale, espressa in MPa.</p> Signup and view all the answers

    Che tipo di comportamento ha un materiale elastico durante lo scarico?

    <p>Ripercorre lo stesso legame $F - riangle L$, tornando alla sua forma originale.</p> Signup and view all the answers

    Qual è l'importanza del modulo elastico per i materiali non metallici come le ghise grigie?

    <p>Per questi materiali, il modulo elastico può variare notevolmente e dipende dalle caratteristiche della grafite.</p> Signup and view all the answers

    Cosa indica il modulo secante per materiali come le ghise grigie?

    <p>È utilizzato per descrivere la relazione sforzo-deformazione in condizioni di carico.</p> Signup and view all the answers

    Come può variare il comportamento elastico a carichi elevati?

    <p>Il comportamento elastico può deviare dall'andamento lineare man mano che il carico aumenta.</p> Signup and view all the answers

    Qual è la relazione tra struttura e proprietà meccaniche in un materiale plastico?

    <p>La microstruttura del materiale influisce sulla sua deformazione plastica e sulle proprietà meccaniche.</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Prova di Trazione

    • La prova di trazione è ampiamente utilizzata per determinare le proprietà meccaniche dei materiali.
    • Durante la prova, la deformazione è concentrata nella sezione centrale del provino.
    • Questa prova consente di determinare diverse proprietà meccaniche chiave:
      • Modulo Elastico (E, modulo di Young)
      • Carico unitario di snervamento (Rp0.2, Rs, σy, YS)
      • Carico unitario di rottura (Rm, σR, UTS)
      • Allungamento percentuale (A%)
      • Strizione percentuale (Z%)

    Geometria del Provino

    • Le norme standard come UNI EN 10002, EN 10002-1, ISO 6892, ASTM A370 e ASTM E8 garantiscono la comparabilità dei risultati.
    • I provini possono avere sezione circolare o rettangolare, con una sezione uniforme (calibrata) per le misure di deformazione.
    • Le estremità del provino sono a sezione maggiorata per l'afferraggio alle traverse della macchina di prova.
    • La lunghezza del tratto prismatico è composta da:
      • L0: tratto utile, dove si effettuano le misure di deformazione.
      • L: tratto calibrato, lunghezza del tratto prismatico prima dei raccordi con le teste.
      • L - L0: circa equivalente alla massima dimensione della sezione trasversale.

    Determinazione del Tratto Utile (L0)

    • Per ottenere risultati indipendenti dalla geometria del provino, è necessario fissare il tratto utile L0 in base alla sezione iniziale della provetta S0.
    • La formula per calcolare L0 è L0 = k ∙ S0, dove k è una costante.
    • Per le sezioni rettangolari, si usa il multiplo n del diametro del cerchio di uguale area.

    Prove Meccaniche

    • Le prove meccaniche forniscono informazioni sul comportamento di una struttura sotto carico.
    • Le prove vengono generalmente condotte a temperatura ambiente.
    • Esistono quattro modalità principali di applicazione del carico:
      • Trazione
      • Compressione
      • Taglio
      • Torsione

    Tensione o Compressione

    • L'applicazione di un carico F (di trazione o compressione) genera uno sforzo σ sulla sezione nominale del campione.
    • Lo sforzo è definito come la forza per unità di area: σ = F / A0.

    Taglio e Torsione

    • Nel caso del taglio, lo sforzo è definito come τ = F / A0, dove A0 è l'area resistente parallela alla direzione del carico.
    • Nel caso della torsione, lo sforzo massimo è τ max = (T r2) / J, dove T è il momento torcente, r è il raggio e J è il momento di inerzia polare.

    Calcolo della Deformazione

    • Nel caso di uno stato di sforzo di trazione uniassiale, la deformazione ε è calcolata semplicemente come ε = ∆L / L0.

    Deformazione Elastica e Plastica

    • Il movimento delle dislocazioni provoca deformazioni plastiche, permanenti e irreversibili allo scarico.
    • La rottura dei legami atomici porta alla formazione di nuovi legami, nello stesso numero, nelle aree deformate plasticamente. Non c'è variazione di volume.

    Macchine per Prove di Trazione

    • Le macchine per prove di trazione sono composte da tre parti fondamentali:
      • Parte per produrre lo sforzo: incastellatura con traversa mobile e fissa, azionata da un comando idraulico o meccanico.
      • Parte per la trasmissione dello sforzo: comprende le morse di afferraggio e le attrezzature per afferrare i campioni.
      • Parte per la misura della forza e dell'allungamento:
        • Cella di carico disposta in serie con il provino.
        • Estensimetro per la misura degli allungamenti del provino.

    Risultati della Prova di Trazione

    • Le grandezze misurate durante la prova sono:
      • Allungamento ∆L del tratto utile del provino.
      • Forza F che sollecita il provino.
    • Da queste grandezze, si possono derivare:
      • Sforzo nominale σ = F / A0.
      • Deformazione nominale ε = ∆L / L0.
    • Lo sforzo e la deformazione nominali sono riferiti alla sezione iniziale A0 e alla lunghezza iniziale L0 del campione.

    Prova di Trazione

    • La prova di trazione è un test fondamentale nell'ingegneria dei materiali per determinare le proprietà meccaniche di un materiale, come la resistenza, la duttilità e la rigidità.
    • Durante la prova, un provino di materiale viene sottoposto a uno sforzo di trazione crescente fino alla rottura.
    • La prova di trazione viene effettuata secondo standard specifici per garantire la comparabilità dei risultati, tra cui UNI EN 10002, EN 10002-1, ISO 6892, ASTM A370, ASTM E8.
    • I provini utilizzati per la prova di trazione possono essere di forma circolare o rettangolare, con una sezione uniforme (calibrata) per garantire una tensione uniforme in ogni punto della sezione.
    • La lunghezza del tratto calibrato del provino (L) è determinata in base alla sezione iniziale del provino (S0) secondo la formula 𝐿0 = 𝑘 ∙ 𝑆0, dove k è una costante che dipende dallo standard di riferimento.
    • La geometria e le dimensioni dei provini dipendono dal tipo di prodotto o semilavorato (lamiere, barre, profilati) e dal tipo di componente da testare.

    Macchina di Prova

    • Una macchina di prova per trazione è composta da tre parti fondamentali:
      • Parte di produzione dello sforzo: un incastellatura con una traversa mobile e una traversa fissa azionate da un comando idraulico o meccanico.
      • Parte di trasmissione dello sforzo: comprende le due morse (afferraggi) che fissano il provino.
      • Parte di misurazione: comprende una cella di carico per misurare la forza applicata e un estensimetro per misurare l'allungamento del provino.

    Risultati della Prova di Trazione

    • I principali risultati ottenuti dalla prova di trazione sono la forza (F) applicata e l'allungamento (∆L) del tratto utile del provino.
    • Da questi dati si possono ricavare la tensione (𝜎) e la deformazione (𝜀) nominale, calcolate rispettivamente sulla sezione iniziale (𝐴0) e sulla lunghezza iniziale (𝐿0) del provino.
    • La curva 𝜎 − 𝜀 (stress-strain) rappresenta il grafico della tensione in funzione della deformazione.

    Tratto Elastico

    • Nel tratto elastico della curva, la deformazione del materiale è reversibile e proporzionale alla forza applicata, seguendo la legge di Hooke: 𝜎 = 𝐸 ∙ 𝜀, dove E è il modulo elastico o di Young.
    • Il modulo elastico è una proprietà piuttosto stabile per molti metalli e rappresenta la rigidità del materiale.
    • Il limite di proporzionalità è il punto in cui il comportamento elastico-lineare del materiale cessa.
    • Il limite elastico è il punto in cui il comportamento elastico cessa e inizia la deformazione plastica.

    Tratto Elasto-Plastico

    • Il passaggio dal comportamento elastico a quello plastico può assumere forme diverse a seconda del metallo considerato.
    • La formazione delle atmosfere di Cottrell spiega il fenomeno dello snervamento, ovvero il brusco calo del carico necessario per la deformazione dopo il limite elastico.

    Tratto Plastico

    • Dopo lo snervamento, lo sforzo necessario per deformare il provino continua ad aumentare fino a raggiungere un valore massimo, il carico unitario di rottura 𝜎R.
    • L'aumento del carico necessario per la deformazione è dovuto al fenomeno di incrudimento, in cui il materiale diventa più resistente alle deformazioni.
    • Nel tratto plastico, scaricando il provino si recupera solo la deformazione elastica.
    • L'incrudimento può essere descritto dall'equazione: 𝜎 = 𝑘 ∙ 𝜀^𝑛.

    Tratto Plastico con Strizione

    • Raggiunto il carico massimo, nel provino si forma un restringimento di sezione localizzato, la strizione.
    • La strizione porta alla rottura del provino.
    • Lo sforzo massimo (𝝈R) rappresenta lo sforzo massimo che può essere sostenuto dalla struttura sollecitata a trazione.
    • La strizione è causata dalla presenza di inclusioni non metalliche nel metallo, che provocano la formazione di micro-cavità (dimples) che coalescono fino alla rottura.

    Curva Reale

    • La curva 𝜎-𝜀 nominale considera la sezione iniziale del provino (A0), ma la sezione reale (Ai) diminuisce durante la deformazione.
    • Per ottenere una curva 𝜎-𝜀 reale, è necessario utilizzare la sezione istantanea (Ai) per calcolare la tensione.
    • La curva reale fornisce un'immagine più accurata del comportamento del materiale durante la deformazione.

    Energia Assorbita

    • L'area sottesa dalla curva 𝜎-𝜀 rappresenta l'energia assorbita prima della rottura, che è un indice di tenacità del materiale.
    • Un materiale tenace è in genere anche duttile, ma non è sempre vero il contrario.

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