Differenza tra snervamento e resistenza alla trazione

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Differenza principale – Snervamento e resistenza alla trazione

Nell’ingegneria dei materiali, snervamento e resistenza alla trazione sono due proprietà che possono essere usate per caratterizzare un materiale. La differenza principale tra il carico di snervamento e la resistenza alla trazione è che il carico di snervamento è la sollecitazione minima sotto la quale un materiale si deforma in modo permanente, mentre la resistenza alla trazione descrive la sollecitazione massima che un materiale può sopportare prima di rompersi.

Sollecitazione – Caratteristiche di deformazione di un materiale

Quando un materiale solido non subisce alcuna forza esterna, tutte le molecole che compongono il materiale stanno vibrando sulle loro posizioni di equilibrio. Questa è la configurazione a più bassa energia per le molecole, e se vengono allontanate dalle loro posizioni di equilibrio, le molecole tentano di tornare alle loro posizioni di equilibrio. Tecnicamente, lo stress è una misura di queste forze intermolecolari. Se il materiale non è sotto accelerazione, allora le forze intermolecolari dovrebbero essere bilanciate dalle forze esterne che agiscono sul materiale. Pertanto, possiamo ottenere un’indicazione dello stress misurando le forze esterne che agiscono sull’oggetto. Lo stress () su un oggetto è dato dalla forza esterna sull’oggetto diviso l’area della sezione trasversale del campione di un materiale.

Quando un oggetto è sotto stress, subisce una deformazione. La deformazione è una misura che dà il cambiamento di lunghezza di un oggetto diviso per la lunghezza originale. La deformazione è di solito indicata con il simbolo . Se sottoponiamo un campione di materiale a diversi livelli di stress, misuriamo le deformazioni corrispondenti e poi produciamo un grafico di stress vs. strain, allora otteniamo quella che viene chiamata una curva di stress-strain, che è una curva caratteristica per un dato materiale. Il grafico qui sotto mostra la curva sforzo-deformazione per un tipico materiale duttile come l’acciaio:

Curva sforzo-deformazione per un materiale duttile

Cos’è il carico di snervamento

Quando lo sforzo su un materiale viene aumentato lentamente, si può vedere che la deformazione aumenta in proporzione all’inizio. Se la forza che causa lo stress sul materiale viene rimossa, allora il materiale tornerebbe alla sua forma originale. Quando un materiale è in grado di fare questo, diciamo che il materiale è elastico (pensate ad un elastico). Se la sollecitazione sul materiale continua ad aumentare, allora il materiale potrebbe raggiungere un punto in cui il materiale diventa così deformato che, anche quando le forze deformanti vengono rimosse, il materiale non è in grado di tornare alla sua forma originale. La tensione alla quale un materiale smette di comportarsi elasticamente è chiamata limite di snervamento. Quando il materiale non è in grado di tornare alla sua forma originale, diciamo che il materiale è plastico.

Che cos’è la resistenza alla trazione

Supponiamo di continuare ad aumentare le forze sul materiale oltre il limite di snervamento. Il materiale continua a deformarsi, e alla fine le forze tra le molecole diventano incapaci di contrastare le forze esterne e il materiale si rompe. La sollecitazione massima che il materiale può sopportare prima di rompersi è chiamata resistenza alla trazione o resistenza finale.

Quando si guarda la curva stress-strain di cui sopra, la sollecitazione sembra diminuire mentre il materiale continua ad allungarsi. Questo perché le definizioni di sforzo e deformazione usate per disegnare questi diagrammi non tengono conto dei cambiamenti nell’area che avvengono quando le forze sono applicate sul materiale. Invece, qui si assume che l’area rimanga costante. Questo tipo di definizione della sollecitazione che non tiene conto dei cambiamenti nell’area è chiamata sollecitazione ingegneristica. Se si tiene conto del cambiamento dell’area, allora la curva sforzo-deformazione mostra che mentre il materiale continua ad allungarsi, anche la sollecitazione aumenta. La definizione di stress che tiene conto del continuo cambiamento dell’area è chiamata stress vero.

Differenza tra snervamento e resistenza alla trazione

Definizione:

La resistenza allo snervamento è lo stress che fa perdere a un materiale il suo comportamento elastico.

La resistenza alla trazione è lo stress massimo che un materiale può sopportare prima di rompersi.

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