Appunti di ingegneria: deformazione elastica e plastica

tramite: O2O
Difficoltà: media
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Introduzione

In ingegneria ed in particolare nella branca della scienza e della tecnologia dei materiali è importante studiare le proprietà meccaniche dei vari solidi e delle varie strutture in modi da poterne prevedere cedimenti o rotture. Uno studio molto utile è quello che si occupa del legame che è presente tra gli sforzi e le deformazioni dei vari materiali. Ecco dei pratici appunti di ingegneria: deformazione elastica e plastica.

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Occorrente

  • Libro di testo
  • Calcolatrice
  • Foglio e penna
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I principali sforzi di trazione, compressione e taglio

Lo studio delle deformazioni viene effettuato partendo dal concetto di sforzo, definito come la forza diviso la superficie del materiale. I principali sforzi sono quelli di trazione, compressione e taglio. Il legame tra sforzo e deformazione costituisce la caratteristica meccanica del materiale, rappresentata matematicamente dalla legge di Hooke: s=E*d in cui s rappresenta lo sforzo (pressione) e d la deformazione (valore adimensionale). E costituisce il modulo di elasticità o modulo di Young del materiale. Analogamente, per lo sforzo di taglio è possibile definire il modulo di taglio G. Esistono inoltre: il modulo di Poisson (v), che lega lo sforzo alle deformazioni laterali del campione, e il modulo di Bulk, utilizzato nella compressione idrostatica.

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Deformazione lineare

Quando il modulo di elasticità E è costante la deformazione si definisce lineare. Una deformazione si definisce elastica se essa risulta reversibile. In una deformazione elastica, quindi, quando applichiamo il carico noteremo una deformazione d ma quando tale carico viene rimosso, il campione tornerà alle dimensioni originarie, come se la deformazione non fosse mai avvenuta. La caratteristica meccanica quindi, nel grafico sforzo-deformazione, continua a passare per l'origine anche dopo la rimozione del carico applicato. Tale esperimento viene effettuato mediante una prova di trazione su di un campione del materiale da studiare.

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Deformazione plastica

Una deformazione viene invece definita plastica se, una volta rimosso il carico che era stato applicato in precedenza, il materiale presenta una deformazione residua apprezzabile, quindi pari ad almeno d=0,002. In questo caso, nel diagramma sforzo-deformazione che costituisce la caratteristica meccanica, dopo la rimozione del carico applicato, la linea del grafico attraverserà l'asse delle ascisse un po' più a destra rispetto all'origine. Il carico a partire dal quale è presente una deformazione residua e la deformazione potrà quindi essere considerata plastica, prenderà il nome di carico di snervamento.

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Consigli

Non dimenticare mai:
  • Studiate la teoria sugli sforzi nominali in modo da comprendere meglio le deformazioni
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