![\"Test](\"https:\/\/www.materialstests.com\/wp-content\/uploads\/2025\/12\/Tension-and-Compression-Testing.jpg\")
<\/figure>\n\n\n\n <\/h3>\n\n\n\nTest di trazione<\/h3>\n\n\n\n
La prova di trazione \u00e8 uno dei test pi\u00f9 comuni in ingegneria per determinare le propriet\u00e0 di resistenza dei materiali. Viene eseguita per determinare le propriet\u00e0 meccaniche dei materiali isotropi. Questa prova si basa fondamentalmente sull'applicazione di una forza di trazione sul provino da facce opposte nella stessa direzione e sul monitoraggio della sollecitazione sul materiale fino alla sua rottura. Come risultato della prova di trazione, si possono ottenere la resistenza allo snervamento, la massima resistenza alla trazione, la duttilit\u00e0, il modulo di Young, il modulo di taglio e il rapporto di Poisson del materiale.<\/p>\n\n\n\n
Curve di sollecitazione e di deformazione<\/p>\n\n\n\n
Curve di sollecitazione e di deformazione<\/p>\n\n\n\n
La tensione nominale di trazione applicata al materiale durante la prova \u00e8 la seguente:<\/p>\n\n\n\n
Dove F \u00e8 la forza di trazione e A_0 \u00e8 l'area della sezione trasversale sotto tensione. La deformazione \u00e8 definita come;<\/p>\n\n\n\n
Dove L_0 \u00e8 la lunghezza iniziale del campione e \u0394_L \u00e8 l'allungamento del materiale dopo la prova.<\/p>\n\n\n\n
Con i valori ricavati dalla prova, si ottiene la curva sforzo-deformazione. Questa curva rivela il punto di rottura, il limite di snervamento, la massima resistenza alla trazione e la condizione di fragilit\u00e0-duttilit\u00e0 del materiale. Un altro vantaggio \u00e8 che fornisce informazioni indipendentemente dalle dimensioni del materiale.<\/p>\n\n\n\n
Il diagramma qui sopra mostra la curva sforzo-deformazione di un materiale fragile.<\/p>\n\n\n\n
Per la maggior parte delle curve, la parte iniziale \u00e8 lineare. Il valore del carico di snervamento si ottiene sulla curva quando si traccia una curva parallela alla pendenza della curva dal punto in cui l'allungamento nella curva sforzo-deformazione \u00e8 0,2%. Con il suo carico di snervamento possiamo determinare la sollecitazione massima che un materiale pu\u00f2 sopportare senza subire danni permanenti. Fino a questo punto, l'oggetto si trova nella regione elastica. Dopo questo punto, il materiale entra nella zona plastica, dove le forze esercitate su di esso causano danni permanenti.<\/p>\n\n\n\n
Sforzo di snervamento<\/p>\n\n\n\n
La pendenza della linea immaginaria tracciata per trovare il carico di snervamento ci d\u00e0 il modulo di Young, che \u00e8 un'importante propriet\u00e0 del materiale. Il modulo di Young si ottiene con:<\/p>\n\n\n\n
La seguente equazione rappresenta il rapporto di Poisson, che \u00e8 il negativo del rapporto tra lo spostamento orizzontale e lo spostamento verticale:<\/p>\n\n\n\n
Test<\/p>\n\n\n\n
La figura mostra la maggior parte delle sezioni trasversali dei campioni utilizzati per la prova di trazione. I campioni possono essere formati da una lastra o da un cilindro.<\/p>\n\n\n\n
A seconda dei materiali e dei livelli di sensibilit\u00e0 di misura, si possono utilizzare diversi tipi di serraggio. Ogni metodo di fissaggio presenta vantaggi e svantaggi propri.<\/p>\n\n\n\n
Test di compressione<\/h3>\n\n\n\n
Il test di compressione dimostra come si comportano i materiali quando vengono compressi o schiacciati. Il test dura in genere fino alla rottura della sostanza o fino a un limite predeterminato. In questo modo si calcola il carico che il materiale pu\u00f2 sopportare prima di rompersi e l'entit\u00e0 del suo degrado fino a quel momento. Per testare un materiale, questo viene spesso riscaldato o raffreddato e sottoposto a molte direzioni di forza di compressione. Tuttavia, i test possono essere eseguiti in condizioni diverse.<\/p>\n\n\n\n
I materiali con elevata resistenza alla trazione hanno generalmente una bassa resistenza alla compressione. Per questo motivo, questi materiali vengono esaminati con prove di compressione. I materiali su cui si eseguono pi\u00f9 prove di compressione sono generalmente materiali fragili, ad esempio compositi, calcestruzzo, legno, metallo e mattoni; polimeri, plastiche e schiume.<\/p>\n\n\n\n
Come risultato della prova di compressione si ottiene una curva forza-deformazione. La forza viene poi convertita in sforzo per creare una curva sforzo-deformazione. Questa curva \u00e8 molto simile alla curva sforzo-deformazione della prova di trazione. Solo che gli assi sono in direzione dell'accorciamento.<\/p>\n\n\n\n
Sollecitazione di compressione - % Deformazione di compressione<\/p>\n\n\n\n
I calcoli effettuati per la prova di trazione sono validi anche per la prova di compressione;<\/p>\n\n\n\n
Frantumazione<\/p>\n\n\n\n
La frantumazione viene utilizzata per esprimere quanto il materiale si \u00e8 accorciato durante la prova.<\/p>\n\n\n\n
Esprimere la frantumazione.<\/p>\n\n\n\n
Gonfiore<\/p>\n\n\n\n
Il rigonfiamento \u00e8 la crescita della sezione trasversale del materiale in esame. I materiali duttili sono pi\u00f9 inclini al rigonfiamento. \u00c8 formalizzato da:<\/p>\n\n\n\n
Test<\/p>\n\n\n\n
I materiali fragili sono tipicamente oggetto di prove di compressione. Le caratteristiche di compressione delle schiume rigide sono fornite dalla norma ISO 844 come esempio. In questa norma sono indicati i valori e le forme dell'area della sezione trasversale, i valori di temperatura-umidit\u00e0 e i risultati previsti per i campioni. Le sollecitazioni sono espresse in kPa.<\/p>\n\n\n\n
Il valore dell'elasticit\u00e0 alla compressione previsto dalla norma \u00e8 il seguente:<\/p>\n\n\n\n
Qui, \u03c3_e, \u00e8 la forza alla fine della regione elastica convenzionale, h_0 \u00e8 lo spessore iniziale del materiale e x_e \u00e8 il percorso seguito dalla forza che genera la sollecitazione.<\/p>\n\n\n\n
Di seguito sono riportati alcuni degli standard sviluppati per le prove di compressione:<\/p>\n\n\n\n
ASTM D575-91 - Metodi di prova standard per le propriet\u00e0 della gomma a compressione<\/p>\n\n\n\n
ASTM E9-19 - Metodi di prova standard per le prove di compressione dei materiali metallici a temperatura ambiente<\/p>\n\n\n\n
TS EN ISO 14126 - Materiali plastici compositi fibrorinforzati - Determinazione delle propriet\u00e0 di compressione in direzione in-planare<\/p>\n\n\n\n
<\/h3>\n\n\n\nDescrizione della tecnica<\/h3>\n\n\n\n
La valutazione del comportamento meccanico di un campione in condizioni di tensione e compressione pu\u00f2 essere eseguita per fornire dati sulle propriet\u00e0 di base del materiale, fondamentali per la progettazione dei componenti e la valutazione delle prestazioni di servizio. I requisiti per i valori di resistenza a trazione e compressione e i metodi per testare queste propriet\u00e0 sono specificati in vari standard per un'ampia variet\u00e0 di materiali. Le prove possono essere eseguite su campioni di materiale lavorati o su modelli in scala o a grandezza naturale di componenti reali. Queste prove vengono generalmente eseguite con uno strumento di prova meccanico universale.<\/p>\n\n\n\n
La prova di trazione \u00e8 un metodo per determinare il comportamento dei materiali sotto carico di trazione assiale. Le prove sono condotte fissando il provino nell'apparecchiatura di prova e quindi applicando una forza al provino separando le teste a croce della macchina di prova. La velocit\u00e0 della testa trasversale pu\u00f2 essere variata per controllare la velocit\u00e0 di deformazione del provino. I dati della prova vengono utilizzati per determinare la resistenza alla trazione, la resistenza allo snervamento e il modulo di elasticit\u00e0. La misurazione delle dimensioni del provino dopo la prova fornisce anche valori di riduzione dell'area e di allungamento per caratterizzare la duttilit\u00e0 del materiale. Le prove di trazione possono essere eseguite su molti materiali, tra cui metalli, plastiche, fibre, adesivi e gomme. I test possono essere eseguiti a temperature subambientali o elevate.
La prova di compressione \u00e8 un metodo per determinare il comportamento dei materiali sotto un carico di compressione. Le prove di compressione vengono condotte caricando il provino tra due piastre, quindi applicando una forza al provino spostando insieme le teste trasversali. Durante la prova, il provino viene compresso e viene registrata la deformazione in funzione del carico applicato. La prova di compressione viene utilizzata per determinare il limite elastico, il limite proporzionale, il punto di snervamento, la resistenza allo snervamento e (per alcuni materiali) la resistenza alla compressione.<\/p>\n\n\n\n
<\/h3>\n\n\n\nInformazioni analitiche<\/h3>\n\n\n\n
Resistenza alla compressione<\/strong> - La resistenza alla compressione \u00e8 la massima sollecitazione di compressione che un materiale \u00e8 in grado di sopportare senza fratturarsi. I materiali fragili si fratturano durante le prove e hanno un valore definito di resistenza alla compressione. La resistenza alla compressione dei materiali duttili \u00e8 determinata dal loro grado di distorsione durante le prove.<\/p>\n\n\n\n Limite elastico<\/strong> - Il limite elastico \u00e8 la sollecitazione massima che un materiale pu\u00f2 sopportare senza subire una deformazione permanente dopo la rimozione della sollecitazione.<\/p>\n\n\n\n Allungamento<\/strong> - L'allungamento \u00e8 la quantit\u00e0 di estensione permanente di un provino che \u00e8 stato fratturato in una prova di trazione.<\/p>\n\n\n\n Moduli di elasticit\u00e0<\/strong> - Il modulo di elasticit\u00e0 \u00e8 il rapporto tra la sollecitazione (al di sotto del limite proporzionale) e la deformazione, cio\u00e8 la pendenza della curva sollecitazione-deformazione. \u00c8 considerato la misura della rigidit\u00e0 di un metallo.<\/p>\n\n\n\n Limite proporzionale<\/strong> - Il limite proporzionale \u00e8 la massima sollecitazione che un materiale \u00e8 in grado di raggiungere senza deviare dalla relazione lineare della curva sforzo-deformazione, cio\u00e8 senza sviluppare una deformazione plastica.<\/p>\n\n\n\n Riduzione dell'area<\/strong> - La riduzione dell'area \u00e8 la differenza tra l'area della sezione trasversale originale di un provino in trazione e l'area pi\u00f9 piccola dopo la rottura in seguito alla prova.<\/p>\n\n\n\n Ceppo<\/strong> - La deformazione \u00e8 la quantit\u00e0 di cambiamenti nelle dimensioni o nella forma di un materiale a causa di una forza.<\/p>\n\n\n\n Punto di rendimento<\/strong> - Il punto di snervamento \u00e8 la sollecitazione di un materiale (di solito inferiore alla massima sollecitazione raggiungibile) in corrispondenza della quale si verifica un aumento della deformazione senza un aumento della tensione. Solo alcuni metalli hanno un punto di snervamento.<\/p>\n\n\n\n Resistenza allo snervamento<\/strong> - Il limite di snervamento \u00e8 la sollecitazione alla quale un materiale presenta una specifica deviazione dalla relazione lineare sforzo-deformazione. Per i metalli viene spesso utilizzato un offset di 0,2%.<\/p>\n\n\n\n Resistenza alla trazione finale<\/strong> - Il carico di rottura, o UTS, \u00e8 la massima sollecitazione di trazione che un materiale pu\u00f2 sostenere senza fratturarsi. Si calcola dividendo il carico massimo applicato durante la prova di trazione per l'area della sezione trasversale originale del campione.<\/p>\n\n\n\n Trazione e compressione<\/strong><\/a> propriet\u00e0 della materia prima per il confronto con le specifiche del prodotto<\/p>\n\n\n\n Ottenere i dati sulle propriet\u00e0 dei materiali per la modellazione ad elementi finiti o per la progettazione di altri prodotti per il comportamento meccanico e le prestazioni di servizio desiderate.<\/p>\n\n\n\n Simulazione delle prestazioni meccaniche dei componenti in servizio<\/p>\n\n\n\n Le prove di trazione standard su metalli e plastiche sono condotte su provini appositamente preparati. Questi campioni possono essere cilindrici lavorati o piatti (dogbone). I campioni di prova devono avere un rapporto specifico tra lunghezza e larghezza o diametro nell'area di prova (gage) per produrre risultati ripetibili e conformi agli standard. metodo di prova<\/a> requisiti. I prodotti tubolari, le fibre e i fili possono essere sottoposti a prove di trazione a grandezza naturale utilizzando dispositivi speciali che favoriscono una presa ottimale e la localizzazione dei cedimenti.<\/p>\n\n\n\n Il provino pi\u00f9 comunemente utilizzato per le prove di compressione \u00e8 un cilindro circolare retto con estremit\u00e0 piatte. \u00c8 possibile utilizzare altre forme, che tuttavia richiedono attrezzature speciali per evitare la deformazione. Le configurazioni speciali per le prove sui componenti o le simulazioni di servizio dipendono dalla macchina di prova specifica da utilizzare.<\/p>\n\n\n\n Nel caso delle prove di trazione, la macchina di prova esercita un carico di tensione o una forza che allontana i campioni di prova. Nel caso delle prove di trazione delle materie plastiche, il campione di prova viene separato per misurare la resistenza alla trazione e altre propriet\u00e0, tra cui la rigidit\u00e0 e la resistenza allo snervamento. Esistono diversi standard industriali comuni che forniscono metodi concordati per le prove di trazione delle materie plastiche. L'ASTM D638 e l'ISO 527-2 presentano entrambi geometrie e dimensioni del campione di prova simili ma diverse. Questi test richiedono impugnature di trazione che devono afferrare il campione e regolarlo man mano che si assottiglia durante il processo di prova. Questi accessori sono diversi dai dispositivi di compressione. <\/h3>\n\n\n\n
Applicazioni tipiche<\/h3>\n\n\n\n
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Requisiti dei campioni<\/h3>\n\n\n\n
La differenza tra le apparecchiature per le prove di trazione e quelle per le prove di compressione<\/h2>\n\n\n\n
Nelle prove di compressione, la macchina di prova esercita un carico o una forza di spinta o di compressione per schiacciare il campione di prova fino a romperlo o schiacciarlo. Le prove di compressione di un materiale polimerico in schiuma strutturale sono trattate da ASTM D1621<\/strong> che specifica il tipo di piastre di compressione e di deflettometro utilizzati. Il campione di prova viene posizionato tra le piastre di compressione finch\u00e9 la struttura cellulare non cede o si rompe.
Una macchina di prova universale pu\u00f2 eseguire sia prove di trazione che di compressione. La testa a croce pu\u00f2 essere utilizzata per tirare o comprimere il campione di prova che si trova tra la piastra di base e la testa mobile.
Le attrezzature per prove di trazione, o pinze, e i sensori di deformazione (noti come estensimetri) non possono eseguire prove di compressione. Inoltre, i morsetti di trazione sono appositamente adattati per coprire l'esatta geometria e le dimensioni del provino. Anche le piastre per prove di compressione e il deflettometro sono in grado di eseguire solo prove di compressione, quindi in questo caso sono necessari entrambi i set di accessori.<\/p>\n\n\n\n <\/h2>\n\n\n\n