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Questions and Answers
Quale proprietà meccanica può essere determinata durante la prova di trazione?
Quale proprietà meccanica può essere determinata durante la prova di trazione?
Qual è il significato di $L_0$ nella prova di trazione?
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Quale normativa non è associata alla prova di trazione?
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In quale situazione si verifica la deformazione elastica?
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Quale delle seguenti opzioni è una misura della duttilità?
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Qual è la funzione delle estremità a sezione maggiorata nel provino?
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Come viene determinato il valore corretto del tratto utile $L_0$?
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Quale carico unitario è associato alla rottura del materiale?
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Qual è la formula corretta per calcolare lo sforzo 𝜎?
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Cosa rappresenta l'allungamento ∆L durante la prova di trazione?
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Qual è il primo passo nella classificazione delle prove meccaniche?
Qual è il primo passo nella classificazione delle prove meccaniche?
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Qual è la parte della macchina di prova che produce lo sforzo?
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Cosa misura l'estensimetro durante la prova di trazione?
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Quale affermazione descrive meglio la deformazione plastica?
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Qual è l'unità di misura tipica per la forza F durante la prova di trazione?
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Quale valore è rappresentato da $𝜀 = 100 imes rac{ riangle L}{L_0}$?
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Che cosa rappresenta lo sforzo nello studio della meccanica dei materiali?
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Quale delle seguenti modalità di applicazione del carico non è inclusa nella prova meccanica?
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Nel calcolo della deformazione elastica, quale relazione è corretta?
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Cosa indica la deformazione plastica in un materiale?
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Qual è il momento d'inerzia polare J utilizzato nel calcolo dello sforzo di torsione?
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Nel caso di taglio, cosa rappresenta l'area resistente A0?
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Qual è la funzione principale della prova di trazione?
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Cosa accade alla microstruttura del materiale durante la deformazione plastica?
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Cosa provoca la formazione di micro-cavità (dimples) durante la deformazione plastica?
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Perché è errato affermare che un materiale si indebolisce dopo la strizione durante una prova di trazione?
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Cosa rappresenta l'area sottesa dalla curva $ ext{σ-ε}$ nella prova di trazione?
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Come si relazionano tenacità e duttilità in un materiale?
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Qual è la formula per calcolare lo sforzo reale $ ext{σR}$ considerando le deformazioni?
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Cosa accade durante il fenomeno di snervamento in un provino sottoposto a trazione?
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Qual è la conseguenza dell'incrudimento nel tratto plastico di un provino?
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Cosa rappresenta il carico unitario di rottura $\sigma_R$ durante la prova di trazione?
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In che modo la strizione influisce sulla prova di trazione di un materiale?
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Qual è l'importanza della microstruttura del materiale nel contesto della prova di trazione?
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Qual è la relazione tra il fenomeno di 'strain aging' e lo snervamento?
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Quale equazione descrive l'incrudimento e quali sono i suoi parametri principali?
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Cos'è l'allungamento recuperabile e come si manifesta nel tratto plastico?
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Quali sono le due grandezze ricavate durante la prova di trazione?
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Qual è la funzione della parte della macchina di prova dedicata alla trasmissione dello sforzo?
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Che cosa indica la deformazione nominale 𝜖 in percentuale?
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Quale normative definisce il valore di k e n nella prova di trazione?
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Descrivi il ruolo della cella di carico nella prova di trazione.
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Quali fattori influenzano la geometria delle provette durante la prova di trazione?
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Cosa rappresenta lo sforzo 𝜎 nel contesto della prova di trazione?
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Quali sono le tre parti fondamentali di una macchina di prova per trazione?
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Qual è il significato di Rs nella prova di trazione?
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Perché è importante seguire le normative standard come UNI EN 10002 durante la prova di trazione?
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Come viene determinato il tratto utile $L_0$ in relazione alla sezione iniziale della provetta?
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Descrivi la funzione delle estremità a sezioni maggiorate nel provino di trazione.
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Quali sono le misure della duttilità che possono essere ottenute dalla prova di trazione?
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Cosa indica la condizione che in ogni punto della sezione trasversale si ha una tensione normale uguale?
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Qual è il rapporto tra il tratto calibrato e il tratto utile $L_0$ nel provino di trazione?
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In base a quale dimensione si determina il valore di $n$ per sezioni rettangolari?
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Qual è la legge che descrive la deformazione elastica nei metalli?
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Cosa rappresenta il limite di proporzionalità in un materiale?
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Qual è la definizione di modulo elastico o modulo di Young?
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Che tipo di comportamento ha un materiale elastico durante lo scarico?
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Qual è l'importanza del modulo elastico per i materiali non metallici come le ghise grigie?
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Cosa indica il modulo secante per materiali come le ghise grigie?
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Come può variare il comportamento elastico a carichi elevati?
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Qual è la relazione tra struttura e proprietà meccaniche in un materiale plastico?
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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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Description
Questa quiz esplora la prova di trazione utilizzata per valutare le proprietà meccaniche dei materiali. Viene analizzata la geometria del provino ed i vari standard normativi che ne garantiscono la comparabilità. Approfondisci le misure e i calcoli associati a questa importante prova meccanica.