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Il limite di proporzionalità è il punto su una curva sforzo-deformazione in cui la regione di deformazione elastica lineare passa a una regione di deformazione plastica non lineare. In altre parole, il limite di proporzionalità determina la massima sollecitazione direttamente proporzionale alla deformazione. Il punto di transizione può essere calcolato in base a una variazione percentuale specificata della pendenza. Poiché il limite di proporzionalità non è richiesto da molti standard di prova, viene spesso utilizzato per scopi didattici piuttosto che nella pratica dall'industria delle prove sui materiali.

In cosa differisce il limite di proporzionalità dal limite elastico?

Il limite elastico è la massima sollecitazione che può essere applicata a un materiale senza causare deformazioni plastiche (permanenti). Per molti materiali, il limite elastico è equivalente o quasi equivalente al limite di proporzionalità. Per altri materiali, come gli elastomeri, la relazione sforzo-deformazione è non lineare e il materiale sarà ancora all'interno della sua regione elastica molto tempo dopo aver superato il limite di proporzionalità. Il limite elastico è essenzialmente un valore teorico difficile da determinare utilizzando una macchina di prova universale e, per questo motivo, viene utilizzato principalmente per scopi didattici piuttosto che nella pratica dall'industria delle prove sui materiali.

In cosa differisce il limite di proporzionalità dalla resistenza allo snervamento?

Simile al limite elastico, la resistenza allo snervamento di un materiale può verificarsi anche oltre il limite di proporzionalità del materiale. A differenza del limite elastico, la resistenza allo snervamento su una curva sforzo-deformazione è stata definita dagli standard di prova ASTM e ISO. A seconda del comportamento sforzo-deformazione del materiale allo snervamento, uno standard specifico indica il calcolo di snervamento preferito. Ad esempio, gli standard di prova sui metalli (ASTM E8 o ISO 6892) hanno standardizzato uno snervamento offset dello 0,2%, che consente all'industria dei metalli di valutare oggettivamente diversi metalli l'uno rispetto all'altro. La curva sforzo-deformazione sottostante mostra la differenza tra il limite di proporzionalità (variazione del 4% nella pendenza) e il punto di snervamento offset dello 0,2% in una prova sui metalli.

Un trasduttore di pressione è un dispositivo che converte la pressione in un segnale elettrico, pertanto viene utilizzato come sensore di misurazione.

I trasduttori di pressione di fusione sono progettati per misurare la pressione in un fluido caldo, ad esempio plastica fusa. Sono utilizzati in macchine di lavorazione come gli estrusori, ma anche in strumenti di laboratorio come i reometri capillari, dove forniscono l'output grezzo principale dei test (più accuratamente dei sensori di forza sulla traversa / pistone per la maggior parte delle applicazioni). L'intervallo tipico è fino a 200 MPa (2000 bar o 30000 psi), ma sono disponibili in commercio diversi intervalli per adattarsi all'intervallo di lavoro previsto con la migliore accuratezza.

Per semplificare i test, gli utenti di Bluehill Universal possono utilizzare i metodi di test guidati per fornire agli operatori di sistema istruzioni dettagliate e personalizzate durante l'intero processo di test. Gli utenti possono essere invitati a inserire parametri di test critici come il nome dell'operatore, il numero di lotto, la misurazione del provino e le note sul provino prima o dopo il test. Istruzioni dettagliate e immagini possono essere aggiunte alle schermate di richiesta per mostrare a un utente come impostare il test, contribuendo a mantenere la procedura di test coerente tra più operatori. I metodi di test guidati possono essere utili in ambienti in cui potrebbero esserci più operatori di test con vari livelli di esperienza.

Un segmento di prova in cui la traversa si muove per far ciclare il provino tra limiti specificati prima dell'inizio di una prova. I dati vengono acquisiti durante il segmento di preciclo, ma non vengono utilizzati per l'analisi successiva.

Il coefficiente di Poisson è il rapporto tra l'espansione lungo un asse e la contrazione lungo l'asse opposto quando un materiale è sottoposto a forze di trazione o compressione. Applicando una deformazione di trazione a un elastico, ad esempio, questo si allunga assialmente e si contrae in direzione trasversale, diventando più sottile man mano che si allunga. L'applicazione di forze di compressione a una palla di gomma farà espandere il materiale lateralmente lungo il suo asse trasversale mentre si contrae longitudinalmente. Il coefficiente di Poisson è semplicemente un'espressione di questa relazione tra deformazioni assiali e trasversali.

L'equazione per il calcolo del coefficiente di Poisson è data come ν=(-ε_trans)/ε_axial. La deformazione trasversale (ε_trans) è misurata nella direzione perpendicolare alla forza applicata, e la deformazione assiale (ε_axial) è misurata nella direzione della forza applicata. All'interno della regione elastica di un dato campione, il coefficiente di Poisson è essenzialmente costante ed è il negativo del rapporto tra la deformazione trasversale e la corrispondente deformazione assiale risultante da una sollecitazione assiale uniformemente distribuita al di sotto del limite di proporzionalità del materiale.

Per una prova di trazione, la deformazione trasversale è considerata una deformazione laterale negativa in un provino, mentre la deformazione assiale è considerata una deformazione longitudinale positiva. Questi valori sono invertiti per una prova di compressione. Il coefficiente di Poisson non è espresso in unità di misura ed è generalmente positivo, perché tutti i materiali comuni subiscono un restringimento nella loro area della sezione trasversale durante le prove di trazione. La maggior parte dei materiali ha un coefficiente di Poisson compreso tra 0 e 0,5, con materiali altamente elastici come la gomma che comunemente hanno un coefficiente di Poisson intorno a 0,5. La maggior parte dei metalli, come l'acciaio inossidabile, ha comunemente un coefficiente di Poisson intorno a 0,3. Il sughero, tuttavia, ha un coefficiente di Poisson praticamente pari a 0, il che significa che il sughero mostra una deformazione laterale minima o nulla quando è sottoposto a un carico assiale e viceversa, il che lo rende il candidato ideale per sigillare le bottiglie di vino.

Quando si testano provini secondo uno standard, lo standard di solito richiede un intervallo di deformazione assiale in cui deve essere calcolato il coefficiente di Poisson. Questo per far sì che il coefficiente di Poisson sia determinato all'interno della regione elastica del materiale. Quando si eseguono test in conformità con la norma ASTM D638, ad esempio, il coefficiente di Poisson deve essere calcolato tra lo 0,05 e lo 0,25% di deformazione assiale. Il coefficiente di Poisson è utilizzato principalmente dagli ingegneri per identificare quanto un materiale può essere allungato o compresso prima che si rompa. Questo è comunemente usato nella progettazione di nuove strutture perché permette agli ingegneri di considerare i cambiamenti dimensionali previsti di un dato materiale quando è sotto carico.