Glossary Category: T

Resistenza allo strappo

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Resistenza allo strappo

Misura della capacità dei materiali in fogli o pellicole di resistere allo strappo. Per la carta, è la forza necessaria per strappare un singolo strato di carta dopo che lo strappo è iniziato. Sono disponibili tre metodi standard per determinare la resistenza allo strappo delle pellicole plastiche: ASTM D-1004 descrive un metodo per determinare la resistenza allo strappo a basse velocità di carico; un test in ASTM D-1922 misura la forza necessaria per propagare una fessura pretagliata attraverso un campione di foglio; e ASTM D-1038 fornisce un metodo per determinare la resistenza alla propagazione dello strappo che è raccomandato solo per i test di accettazione delle specifiche. La resistenza allo strappo della gomma è la forza necessaria per strappare un campione spesso 1 pollice nelle condizioni delineate in ASTM D-624. La resistenza allo strappo dei tessuti è la forza necessaria per propagare uno strappo a linguetta a strappo singolo (partendo da un taglio) mediante un apparecchio a pendolo cadente. (ASTM D-1424)

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Forza di strappo


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Forza di strappo

La forza di trazione necessaria per rompere un campione di tessuto pre-slittare nelle condizioni descritte in ASTM D-2261 e ASTM D-2262. La resistenza allo strappo dei bordi della carta è la forza necessaria per strappare un campione piegato su un intaglio a V e caricato in una macchina per prove di trazione.

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Resistenza alla trazione

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Resistenza alla trazione

Un'introduzione alla comprensione e alla misurazione della resistenza alla trazione

La resistenza alla trazione è una misurazione chiave utilizzata da ricercatori, ingegneri e reparti di controllo qualità per valutare le proprietà meccaniche di un materiale, prodotto o componente. La resistenza alla trazione di un materiale è definita come la massima sollecitazione meccanica di trazione (trazione) che un provino può sopportare prima del cedimento, sebbene la definizione di cedimento vari a seconda del tipo di materiale e della sua progettazione.

Quando i materiali sono soggetti a una crescente sollecitazione di trazione, i legami tra i loro atomi vengono allungati e poi eventualmente rotti con l'aumentare della sollecitazione. Quando i legami atomici vengono semplicemente allungati, si dice che il materiale si trova nella sua regione elastica, dove la rimozione della forza farà sì che il materiale ritorni alla sua forma originale. Una volta che i legami atomici vengono rotti, il materiale è entrato nella sua regione plastica. Ciò significa che il materiale è stato alterato chimicamente e non tornerà più alla sua forma originale dopo la rimozione della forza. I provini spesso inizieranno a cambiare visibilmente durante questa fase del test, restringendosi al centro in un comportamento noto come 'strizione'.

A seconda del materiale valutato, la resistenza alla trazione può essere valutata nel punto in cui entra nella fase di deformazione plastica, il suo punto di snervamento, o nel punto in cui il materiale si rompe definitivamente. La valutazione della resistenza alla trazione nel punto di deformazione plastica è definita resistenza allo snervamento. La valutazione della resistenza alla trazione nel punto di rottura del provino è definita resistenza a trazione massima.

Il tipo di materiale testato determinerà se la resistenza allo snervamento o la resistenza a trazione massima fornisce le informazioni più utili. Ad esempio, i materiali duttili come i metalli vengono in genere valutati al punto di snervamento, mentre i materiali fragili come i compositi vengono spesso valutati al punto di rottura. Entrambi questi punti, insieme al modulo di elasticità, sono calcoli importanti utilizzati per aiutare a caratterizzare la resistenza di un materiale.

grafico sforzo-deformazione materiali duttili

Unità di misura della resistenza alla trazione

Nel sistema internazionale, la resistenza alla trazione è espressa in Pascal o Megapascal, che è equivalente a Newton per metro quadrato (N/m²). Nel sistema americano è espressa in libbre per pollice quadrato (lbf/in² o psi).

Come si calcola la resistenza alla trazione?

La resistenza alla trazione si calcola dividendo l'area della sezione trasversale del provino per la massima forza di trazione raggiunta. Resistenza alla trazione (σ) = forza di trazione massima (F) / area della sezione trasversale del provino (A):

σ=FA

Come misurare la resistenza alla trazione?

La resistenza alla trazione si misura eseguendo una prova di trazione su una macchina di prova universale e occorre prestare attenzione per garantire che i risultati siano accurati e ripetibili. La valutazione di un materiale in base alla sua resistenza alla trazione/allo snervamento in unità di sollecitazione (Pa o psi) invece che di forza (N o lbf) aiuta a ottenere risultati ripetibili. Questo perché i materiali/provini preparati hanno tolleranze di spessore e larghezza che possono variare e la sollecitazione tiene conto delle misurazioni di spessore e larghezza del calcolo della resistenza alla trazione di ciascun provino. Ad esempio, se un operatore ha testato 5 provini dello stesso lotto e tutti avevano spessori diversi, i loro valori di forza massima potrebbero avere un intervallo più ampio, mentre i loro valori di sollecitazione rimarranno comparabili.

Rappresentazioni della resistenza alla trazione

Il grafico seguente mostra le rese e i tipi di curve di una varietà di diversi tipi di provini di plastica:

  • Il provino 1 mostra un esempio di provino fragile che si rompe allo snervamento con bassa deformazione
  • Il provino 2 mostra un esempio di materiale con un aumento di sollecitazione dopo lo snervamento
  • Il provino 3 mostra un materiale senza un aumento di sollecitazione dopo lo snervamento
  • Il provino 4 mostra un materiale elastomerico morbido che si rompe con una deformazione maggiore
grafico sforzo deformazione

Questo grafico mostra esempi di resistenze allo snervamento superiori e inferiori per diversi tipi di curve in cui Reh rappresenta la resistenza allo snervamento superiore, Rel rappresenta la resistenza allo snervamento inferiore e a rappresenta l'effetto transitorio iniziale. Queste curve sono rappresentative del comportamento spesso osservato durante il test dei metalli.

esempi di resistenza allo snervamento

Resistenza alla trazione dei materiali comuni

Materiale Resistenza allo snervamento (MPa) Resistenza a trazione massima (MPa)
Nylon-6 45 45-90
Acrilico, lastra colata trasparente (PMMA) 72 87
Alluminio 95 110
Rame 70 220
Acciaio strutturale, ASTM A36 250 400-550
Acciaio, inossidabile AISI 302 - laminato a freddo 502 860
Lega di titanio 730 900
Diamante 1600 2800
Aramide (Kevlar o Twaron) 3620 3757
Fibra di carbonio (Toray T1100G)
(le fibre artificiali più resistenti)		 - 7000 solo fibra

Fonte: https://www.engineeringtoolbox.com/young-modulus-d_417.html

ATTREZZATURA PER LA MISURAZIONE DELLA RESISTENZA ALLA TRAZIONE

La resistenza alla trazione, insieme ad altre proprietà di trazione, viene misurata su macchine di prova universali. Questa attrezzatura è disponibile in una varietà di diverse capacità di forza, con capacità di forza massima che vanno da 0,02 N a 2.000 kN. Oltre alle prove di trazione, queste macchine possono anche eseguire compressione, flessione, spellatura, strappo, taglio, attrito, torsione, perforazione e una varietà di altri tipi di test al fine di caratterizzare completamente le proprietà meccaniche di materiali, componenti e prodotti finiti. A seconda dei requisiti di produttività del tuo laboratorio, sono disponibili anche diversi sistemi di automazione.

Sistemi di prova universali fino a 300 kN - Serie 6800

Progettata per prestazioni eccezionali, la serie 6800 offre accuratezza e affidabilità senza pari, ergonomia migliorata e un'esperienza di test ottimizzata per l'operatore di oggi. Disponibile con un intervallo di capacità di forza da 0,02 N (2 gf) a 300 kN.

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Sistemi di prova universali fino a 300 kN - Serie 3400

I sistemi di prova della serie 3400 offrono la semplicità e le prestazioni necessarie per test QC di routine e standardizzati e test meccanici generici. Disponibile con un intervallo di capacità di forza da 0,02 N (2 gf) a 300 kN.

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Sistemi di prova universali industriali fino a 2000 kN

La serie industriale di Instron include telai con spazi di prova singoli o doppi e un intervallo di capacità di forza da 300 kN a 2000 kN e vengono utilizzati per testare metalli, leghe e compositi ad alta resistenza.

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Sistemi di prova automatizzati

La gamma di sistemi di prova automatizzati di Instron consente ai laboratori di migliorare la produttività, la ripetibilità e la sicurezza, liberando al contempo operatori qualificati per concentrarsi su altre attività di valore.

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Prova di trazione a impatto con pendolo di impatto

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Prova di trazione a impatto con pendolo di impatto

Cos'è una prova di trazione a impatto con pendolo?

Un metodo di prova per determinare l'energia necessaria per fratturare un provino sotto carico di trazione da urto. Tipicamente eseguito su una macchina di prova a pendolo, la prova di resistenza all'impatto a trazione è stata originariamente sviluppata per superare le carenze della prova di impatto a flessione (sia Izod che Charpy). Tutte le variabili di prova che hanno un forte effetto sui risultati, come la sensibilità all'intaglio, il fattore di lancio e lo spessore del provino, vengono eliminate nella prova di impatto a trazione. Questo test, al contrario dei tipi Izod e Charpy, che sono limitati solo a provini spessi, consente di determinare la resistenza all'impatto di provini molto sottili e flessibili.

Come viene eseguita una prova di trazione a impatto con pendolo?

Esistono due diverse configurazioni di prova. Una consiste in un tipo di configurazione provino in testa (metodo B ISO 8256), in cui il provino è fissato direttamente al martello del pendolo. L'energia per la rottura per impatto è determinata dal valore dell'energia cinetica estratta dal pendolo nel processo di rottura del provino. La configurazione di prova richiede di montare un'estremità del provino sul martello e l'altra estremità deve essere bloccata all'interno di un elemento a traversa, che si sposta insieme al pendolo fino all'istante dell'impatto. Finché la base della macchina è sufficientemente rigida da impedire vibrazioni, l'energia persa dal rimbalzo della traversa nella direzione opposta può essere facilmente calcolata.

La seconda configurazione di prova è una configurazione provino in base (metodo A ISO 8256). Il provino è bloccato in una morsa per provini supportata dal telaio del pendolo e viene rotto dall'impatto tra il pendolo e l'elemento a traversa, che è sempre bloccato sull'altra estremità del provino.

La figura seguente illustra la configurazione di impatto provino in base più comune.

Diagramma del glossario della prova di trazione a impatto

Le energie del martello sono disponibili da 0,5 a 50 J (da 0,37 a 36,9 ft-lbs) a seconda del tipo di prova e delle velocità di impatto di 2,9 m/s e 3,8 m/s. La prova di trazione a impatto introduce la velocità di deformazione come un'importante variabile di prova e molti ricercatori hanno dimostrato che i risultati della prova di trazione a impatto si correlano meglio con i guasti effettivi sul campo rispetto all'analisi della prova di impatto Izod o Charpy.

Trasduttore


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Trasduttore

Un dispositivo che converte una proprietà fisica come forza, movimento, temperatura e così via, in un segnale elettrico proporzionale che viene utilizzato per misurare la proprietà. Un trasduttore di carico, o cella di carico, converte il carico in un segnale elettrico e un estensimetro converte l'estensione del provino in un segnale elettrico.

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Tensione reale


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Tensione reale

Carico applicato diviso per l'area effettiva della sezione trasversale attraverso cui agisce il carico. Tiene conto della variazione della sezione trasversale che si verifica con il variare del carico.

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Tempo alla rottura


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Tempo di Rottura

Tempo
necessario alla rottura del provino sotto stress e temperatura
costante in una prova di creep.

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