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Sollecitazioni sforzi materiali

 

 

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Sollecitazioni sforzi materiali

 

I testi seguenti sono di proprietà dei rispettivi autori che ringraziamo per l'opportunità che ci danno di far conoscere gratuitamente a studenti , docenti e agli utenti del web i loro testi per sole finalità illustrative didattiche e scientifiche.

 

LE SOLLECITAZIONI  (Sforzi )

 

COSA SONO LE SOLLECITAZIONI? 

Sono delle forze esterne che cercano di deformare il materiale cui sono applicate.
Bisogna saper riconoscere la causa della forza ( cioè chi agisce ) e chi,  invece,  subisce l’azione deformante.

 

I PRINCIPALI  SFORZI

 

                                     

È una forza che cerca di allungare il materiale
La catena del lampadario è sottoposta a trazione

 

È una forza che cerca di accorciare il materiale
Le mattonelle del pavimento sono sottoposte a compressione
 

È una forza che cerca di curvare il materiale
Il trampolino è  sottoposto a flessione

 

È una forza che cerca di torcere il materiale
La chiave nella serratura è  sottoposto a torsione

 

E’ una forza che consiste in un colpo violento e di breve durata
Un’auto che sbatte contro un albero, una martellata…

COSA FANNO GLI SFORZI?        Gli sforzi cercano di deformare il         
materiale

COSA FA IL MATERIALE?          Il materiale oppone una certa resistenza
 

 

 

SFORZO   <   RESISTENZAIl materiale non si deforma

SFORZO  >  RESISTENZA                                                           Il materiale si deforma

 

 

 

 

 

 

Prorietà dei materiali

 

      

 

 

 

LE  PROPRIETA’  MECCANICHE
Le proprietà meccaniche ci dicono in che modo un materiale resiste ai vari sforzi
( se resiste poco o molto alla trazione, all’urto, alla flessione etc… ).
Dire “  questo materiale è resistente  “ non ha significato, bisogna specificare a quale sforzo è resistente.

             Ad es.  —   il vetro è resistente alla  scalfitura  ma non all’urto;
—   il cemento è resistente alla compressione ma non alla trazione

 

COME SI CHIAMANO?

 

        

 

 

Tenacità è la capacità di resistere agli URTI
Il ferro, il muro, la plastica sono  materiali tenaci ( resistono bene agli urti).

Il contrario della tenacità si chiama FRAGILITA’. 
Ad esempio il vetro, il ghiaccio, la ghisa sono materiali fragili, perché non resistono agli urti.

 
Durezza è la capacità di resistere alla penetrazione, cioè a non lasciarsi scalfire.
Acciaio ghisa  e vetro  sono materiali duri perché non si lasciano scalfire    
facilmente.

Il gesso e l’abete, il rame, il piombo sono materiali TENERI (cioè non duri)
perché si lasciano scalfire facilmente.

Elasticità la capacità di riprendere la forma originale dopo avere subito una deformazione.
La gomma e l’acciaio sono materiali elastici

Il contrario di elasticità si chiama PLASTICITA’.
Ad es. il fil di ferro, la plastilina, l’argilla sono materiali plastici, perché non tornano alla forma originale.

LE  PROPRIETA’  TECNOLOGICHE

Le proprietà tecnologiche  di un materiale ci dicono se quel materiale è adatto a subire una certa lavorazione (se si lascia ridurre in fili,  se si lascia saldare …etc.)
Le proprietà tecnologiche sono tante, perché tante sono le lavorazioni che può subire un materiale. Vediamone alcune:

 

 

                                           

 

 

                                     

 

  

 

                                       

                                              

 

 

 

                  

           
PROPRIETA’   FISICHE

 

Sono le proprietà che la natura ha fornito a quel materiale. Vediamo le principali:

 

  

                                                           E’ il peso di 1 dm3 di materiale. Si misura in Kg/dm3

 

 

1 dm3 di Fe                         pesa 7,8 Kg                                         il peso specifico del ferro
                                                                                             é  7,8 Kg/dm3         

 

 

  

                                                                         E’ la capacità di trasmettere l’elettricità.
                                                                        Argento, rame, alluminio sono i migliori conduttori 

 

 

  

                                                                       E’ la capacità di trasmettere il calore.
                                                                  Argento, oro, rame, alluminio sono i migliori conduttori.

                                                     

• I metalli sono conduttori di elettricità e di calore
• Il legno, il vetro e la plastica non sono conduttori ma isolanti

 

                                                    

 

 

 

 

 

                                                          E’ la temperatura alla quale il materiale diventa liquido
                                                              Tutti i materiali riscaldati diventano liquidi, tranne i combustibili

 

 

 

 

                 ATTENZIONE: un pezzo di legno brucia ma non diventa liquido!

 

 

                                                               Alcuni materiali, soprattutto i metalli, se riscaldati  si dilatano, cioè aumentano di volume.

 

• Il metallo che si dilata di meno è il platino.
• Il piombo e lo zinco quelli che si dilatano di più.

 

 

 

  

                                                                     Ogni materiale ha un colore ed un odore tipici

 

• Il rame è rosso, l’argento bianco, l’oro è giallo….
• Il legno di pino ha un odore pungente….

 

                                                                       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ELEMENTI:   sono sostanze le cui molecole sono fatte da un solo tipo di atomi.
Es:  il ferro, l’ossigeno, l’idrogeno …In natura ne esistono un centinaio

 

COMPOSTI:  sono sostanze le cui molecole sono fatte di atomi diversi.
Es. l’acqua  H2O  e fatta da atomi di ossigeno e atomi di idrogeno

 

Fonte: http://www.garibaldigenzano.net/sollecitazioni.doc

 

Autore del testo: non indicato nel documento di origine

 

 

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Sollecitazioni sforzi materiali

 

PRINCIPALI  PROPRIETÀ  DEI  MATERIALI

1) PROPRIETÀ MECCANICHE
Indicano l’attitudine di un materiale a resistere alle sollecitazioni esterne che tendono a deformarlo. Rappresentano, cioè, il comportamento dei materiali quando sono sottoposti alle sollecitazione d’impiego.

- Tipi di sollecitazione
Si parla di sollecitazioni statiche quando la forza applicata è gradualmente crescente, da zero fino al suo valore massimo, per un tempo variabile da alcuni secondi a qualche minuto.
Una sollecitazione viene definita dinamica quando la forza applicata alla provetta in esame è applicata per un brevissimo tempo, quasi istantaneo. 
Una sollecitazione è detta a fatica quando il materiale è sottoposto ad una successione di sollecitazioni dinamiche, dirette nello stesso senso oppure in senso variabile periodicamente.

Supponendo di considerare il seguente provino, andremo ad analizzare le sollecitazioni semplici applicabili ad esso.

Il corpo subisce uno sforzo di trazione e/o compressione quando le forze esterne applicate sono parallele alle fibre assiali. C’è trazione quando le forze tendono ad allungare le fibre, viceversa se c’è compressione.

Si ha invece sforzo di flessione quando le forze esterne agenti ridotte ad una coppia di forze. Con coppia indichiamo due forze uguali ed opposte agenti su rette d’azione diverse e parallele, distanti fra loro da una grandezza detta braccio.

Se invece la nostra barra è sollecitata a sforzo di torsione, le sezioni trasversali rispetto l’asse saranno soggette a rotazione.

Infine rimane la sollecitazione a taglio, quando le forze applicate si riducono ad una risultante, il tutto in una sezione trasversale passante per il baricentro del pezzo. 

Nel caso di più sollecitazioni agenti contemporaneamente si parla di “Sollecitazioni composte” (es.: flessotorsione).

- Tipi di deformazione
Un corpo solido, sottoposto a forze esterne, tende a subire delle deformazioni.
Le deformazioni conseguenti alle sollecitazioni applicate possono essere di due tipi:

1. Elastiche, quando, togliendo il carico, il materiale riprende la forma e le dimensioni primitive;
2. Permanenti, quando, togliendo il carico, il materiale non torna più alla forma e dimensioni iniziali.

Perché gli organi di macchine rispondano agli scopi cui sono destinati, occorre che le deformazioni determinate dai carichi non siano permanenti, ma di tipo elastico (ossia la deformazione scompare quando viene eliminato il carico).

- Prove meccaniche sui materiali

Per conoscere le caratteristiche meccaniche di un materiale (es.: durezza, resistenza a trazione, resistenza agli urti …) si effettuano prove meccaniche.

Le prove meccaniche sono delle “prove distruttive” perché la prova distrugge la provetta e talvolta rende inutilizzabile il pezzo dal quale é stata ricavata.

Tali prove sono eseguite su provette ricavate dal materiale alla stato grezzo, definito o indefinito, oppure dal pezzo stesso finito.

2) PROPRIETÀ TECNOLOGICHE

Indicano la maggiore o minore attitudine di un materiale ad essere lavorato in un dato modo.
Ricordiamo:

1. Plasticità: un materiale si dice “plastico” quando, sottoposto a forze esterne, si deforma permanentemente senza rompersi. In particolare, è detto “duttile” quando può essere ridotto in fili, è detto “malleabile” quando può essere ridotto in lamine, è detto “piegabile” quando si lascia piegare a freddo senza screpolarsi o rompersi.

Materiali dotati di plasticità sono oro, argento, rame, ferro, piombo, alluminio, acciaio extra dolce.

1. Fusibilità: è l’attitudine di un materiale ad essere trasformato in un prodotto finito per via di fusione a temperature non eccessivamente elevate. In particolare, un materiale è “colabile” quando fornisce getti sani e compatti (senza soffiature) ed è fluido per costituire spessori anche sottili. Materiali adatti al getto sono le ghise, i bronzi e le leghe leggere (dell’alluminio) da fonderia.

 

1. Saldabilità: è l’attitudine di un materiale ad unirsi saldamente con un materiale uguale per mezzo di riscaldamento e fusione dei lembi o riscaldamento con rammollimento del materiale e pressione tra i pezzi. Sono maggiormente saldabili gli acciai a basso tenore di carbonio.

1. Truciolabilità: è l’attitudine che ha un materiale ad essere lavorato per asportazione di truciolo (tornitura, fresatura …). Per questo sono maggiormente lavorabili gli acciai a basso tenore di carbonio, gli acciai al piombo ed allo zolfo (acciai automatici).

 

1. Temprabilità: è l’attitudine di un materiale a subire (per effetto di riscaldamenti e successivi raffreddamenti più o meno rapidi) trasformazioni cristalline tali da ottenere una struttura diversa e, quindi, caratteristiche meccaniche e tecnologiche differenti. Temprabili sono per esempio gli acciai che hanno una percentuale di carbonio superiore allo 0,40 %.

- Prove tecnologiche sui materiali

Per “misurare” le proprietà tecnologiche dei materiali si effettuano sugli stessi delle prove tecnologiche. Alcune sono unificate, altre sono diffuse nella pratica di lavoro anche se ufficialmente non sono riconosciute.

Ricordiamo la prova di imbutitura (UNI 4693), prove di piegamento (previste dalle norme UNI sui tubi), prove di fucinatura, prova di colabilità, prova di temprabilità UNI 3150 …)

 

Fonte: http://www.itisconegliano.it/studenti/PROPRIET%C3%80_Meccaniche_Tecnologiche.doc

 

Autore del testo: non indicato nel documento di origine

 

 

 

Sollecitazioni sforzi materiali

 

 

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