La prova di trazione
misurare le proprietà meccaniche dei materiali
Anno scolastico 2025/2026Marco Franz, 4CN-B.Docenti Maurizio Roccatagliata ed Edoardo Bozzano
INDICE
Componenti della macchina
Definizione
Dati e risultanze della prova
Obiettivi della prova
Parametri chiave
Come si svolge
Normative e standard
Diagramma Fe 360
Marco Franz, 4CN-B
Vantaggi e limitazioni della prova
Diagramma Fe 430
Legge di Hooke
Diagramma Fe 510
Curva sforzo-deformazione
Conclusioni
Fonti
Tensione ammissibile
Chiusura
Tipi di frattura
introduzione
La prova di trazione è un test fondamentale per valutare le proprietà meccaniche di un materiale, a partire dalla sua resistenza e il suo comportamento sotto sforzo. Consiste nell’applicare una forza di trazione a un campione di materiale e a misurare le sue reazioni, come l’allugamento e la forza necessaria per la rottura. Durante l’esecuzione della prova, si utilizza un provino di forma standardizzata, generalmente cilindrica o rettangolare, che viene progressivamente allungato tramite una macchina chiamata macchina universale di prova. Questa macchina registra con precisione l’aumento della forza applicata e la deformazione subita dal materiale.
Marco Franz, 4CN-B
OBIETTIVI DELLA PROVA
La prova di trazione ha lo scopo di determinare le principali caratteristiche meccaniche di un materiale quando viene sottoposto a uno sforzo di trazione.In particolare, consente di valutare:
- la resistenza alla trazione, cioè la massima forza sopportabile prima della rottura;
- il limite di snervamento, punto oltre il quale la deformazione diventa permanente;
- il modulo di elasticità, che indica quanto il materiale è rigido;
- l’allungamento a rottura, utile per capire se il materiale è duttile o fragile.
Marco Franz, 4CN-B
Come si svolge?
La prova di trazione è un esperimento fondamentale per studiare il comportamento meccanico dei materiali quando vengono sottoposti a una forza di trazione, cioè quando vengono tirati. L’obiettivo è determinare alcune caratteristiche meccaniche importanti, come il modulo di Young, il limite elastico, la resistenza a trazione e l’allungamento a rottura, che permettono di valutare quanto un materiale sia rigido, resistente o duttile.Per eseguire la prova, si prepara innanzitutto un provino, cioè un campione del materiale da analizzare, di forma standard (cilindrica o prismatica) con una parte centrale più sottile chiamata zona utile, dove si concentrerà la deformazione. Prima di iniziare, si misurano con precisione la lunghezza iniziale e la sezione iniziale.Il provino viene poi montato nella macchina universale di prova, che lo blocca saldamente ai morsetti e applica una forza di trazione crescente in modo controllato. Durante la prova, la macchina registra costantemente la forza applicata ΔL del provino. Con questi dati si calcolano la tensione o sforzo σ=F/S0 e la deformazione unitaria ε=ΔL/L0.I valori ottenuti vengono riportati in un grafico che rappresenta la tensione (σ) in funzione della deformazione (ε).
Marco Franz, 3CN-B
Diagramma Fe 360
L’acciaio FE 360 è un materiale con limite elastico di circa 360 MPa, caratterizzato da buona duttilità e ottima saldabilità. Viene utilizzato nelle navi per elementi strutturali non soggetti a elevate sollecitazioni, come pannelli di rivestimento, controventature secondarie e parti interne dello scafo dove la resistenza estrema non è fondamentale. Questo tipo di acciaio permette una lavorazione più semplice e una maggiore sicurezza contro deformazioni improvvise.
Marco Franz, 4CN-B
Diagramma Fe 430
L’acciaio FE 430 ha un limite elastico di circa 430 MPa e rappresenta un compromesso tra resistenza meccanica e duttilità. È impiegato nelle strutture navali che richiedono una maggiore resistenza rispetto al FE 360, come alcune parti dello scafo, travi interne o controventature principali. Mantiene una buona saldabilità e lavorabilità, consentendo di ridurre leggermente lo spessore delle lamiere senza compromettere la sicurezza strutturale.
Marco Franz, 4CN-B
Diagramma Fe 510
L’acciaio FE 510 possiede un limite elastico elevato, intorno ai 510 MPa, ed è considerato un acciaio ad alta resistenza. Viene impiegato nelle zone più sollecitate della nave, come ponti principali, telai longitudinali e scafo in corrispondenza di carichi elevati o possibili urti. Pur avendo una duttilità leggermente inferiore rispetto al FE 360 e FE 430, permette di ottimizzare lo spessore delle lamiere e ridurre il peso complessivo della struttura, sempre prestando attenzione alla saldatura e alla prevenzione di cricche.
Marco Franz, 4CN-B
CURVA SFORZO-DEFORMAZIONE
La curva sforzo-deformazione rappresenta il comportamento del materiale durante la prova di trazione.
- Asse verticale (Y): Sforzo (σ, sigma) → forza per unità di superficie (N/mm²).
- Asse orizzontale (X): Deformazione (ε, epsilon) → allungamento relativo (%).
La curva si divide in diverse zone:
- Regime elastico: deformazione reversibile, segue la legge di Hooke.
- Snervamento: inizio della deformazione plastica (il materiale non torna più alla forma iniziale).
- Incrudimento: il materiale resiste ancora all’allungamento, ma si deforma plasticamente.
- Necking (strozzatura): inizia la localizzazione della deformazione, parte in cui si concentra.
- Rottura: il materiale si spezza.
La forma della curva varia in base al tipo di materiale: duttile (es. acciaio) o fragile (es. ghisa). ε= ΔL/L0 (lung, iniziale); σ= F/A0 (area iniziale sez. trasversale
Marco Franz, 4CN-B
tensione ammissibile
La tensione ammissibile è la massima tensione che un materiale può sopportare in condizioni di esercizio, senza che si verifichino deformazioni permanenti o rottura.È un concetto fondamentale nella progettazione meccanica e strutturale, perchè assicura che i componenti lavorino in modo sicuro e affidabile anche in presenza di incertezze sui carichi, sui materiali o sulle condizioni ambientali.Si calcola dividendo una tensione caratteristica del materiale (di solito la tensione di snervamento o la resistenza a trazione) per un opportuno coefficiente di sicurezza.
Marco Franz, 4CN-B
TIPI DI FRATTURA
Frattura fragile
Frattura duttile
Definizione:È un tipo di frattura che avviene senza apprezzabile deformazione plastica, quasi istantaneamente.Caratteristiche principali:Avviene improvvisamente, senza preavviso.Assorbe poca energia = bassa tenacità.Tipica di materiali ceramici, vetrosi, o metalli duri e temprati (come acciai ad alta durezza).Superficie di frattura liscia, brillante e cristallina.La rottura si propaga lungo i piani cristallografici o granuli del materiale.Spesso intergranulare (lungo i bordi dei grani) o transgranulare (attraverso i grani).Esempio:Un vetro o un pezzo di ghisa che si rompe di colpo = frattura fragile.
Definizione: È un tipo di frattura che avviene dopo una significativa deformazione plastica del materiale. Caratteristiche principali: Avviene lentamente, con avviso (il materiale si deforma prima di rompersi). Assorbe molta energia prima della rottura = elevata tenacità. Tipica di metalli come rame, acciaio dolce, alluminio. Superficie di frattura irregolare e fibrosa, con un aspetto lucente e opaco alternato. Inizia spesso da una cavitazione interna (microvuoti) e si propaga con collegamento dei vuoti fino alla rottura. Avviene in modo trasversale (perpendicolare al carico) con una tipica forma a coppa e cono (“cup and cone”). Esempio: Tirando una graffetta metallica fino a romperla, prima si allunga e poi si spezza = frattura duttile.
Marco Franz, 4CN-B
TIPI DI FRATTURE
Marco Franz, 4CN-B
componenti della macchina
- Telaio (struttura portante)
È la struttura rigida che sostiene tutti gli altri elementi. Può essere a una o due colonne, in base alla capacità di carico
Collegano le ganasce o morsetti che tengono il provino.
- Sistema di serraggio del provino (morsetti o ganasce)
Bloccano il provino alle estremità. Devono garantire una presa salda e uniforme, evitando scorrimenti o deformazioni localizzate.
- Sistema di applicazione del carico
Genera la forza necessaria per eseguire la prova. Permette di controllare velocità e intensità del carico.Può essere: Idraulico (cilindro e pistone azionati da fluido in pressione) o Elettrico (motore e vite a ricircolo di sfere o vite trapezoidale)
- Cella di carico (trasduttore di forza)
Misura il valore del carico applicato al provino con alta precisione.Converte la forza in un segnale elettrico proporzionale.
- Estensimetro (o estensometro / extensometer)
Serve per misurare l’allungamento del provino in modo accurato.Può essere: meccanico, ottico / video, elettronico a resistenza (strain gauge)Sistema di controllo e acquisizione datiÈ il software e hardware che gestisce la macchina:
- Regola il carico e la velocità di prova.
- Registra dati di forza e deformazione.
- Genera il diagramma sforzo-deformazione.
- Unità di comando / console operatore
Pannello o PC da cui si impostano i parametri di prova.Visualizza in tempo reale carico, allungamento, e curva di trazione
Marco Franz, 4CN-B
Dati e risultanze della prova
Dati iniziali:
Risultanze:
Lunghezza iniziale (L₀) [mm] Sezione iniziale (S₀) [mm²] Diametro iniziale (d₀) [mm] Carico applicato (F) [N]
Limite di elasticità (σₑ) [MPa] (o N/mm²)Carico di snervamento (σₛ) [MPa] (o N/mm²)Carico massimo o tensione di rottura (σₘₐₓ o σᵣ) [MPa] (o N/mm²)Allungamento massimo (ΔL) [mm]Modulo di elasticità (E) [MPa] oppure [GPa] (1 GPa = 1000 MPa)
Marco Franz, 4CN-B
PARAMETRI CHIAVE
Durante la prova di trazione si ottengono diversi parametri meccanici fondamentali per descrivere il comportamento del materiale: - Modulo di Young (E): Pendenza della parte elastica della curva. Indica la rigidità del materiale (più è alto, meno si deforma elasticamente). - Limite di snervamento (σy): Lo sforzo oltre il quale il materiale inizia a deformarsi plasticamente (cioè in modo permanente). - Resistenza a trazione (σmax): Il massimo sforzo che il materiale può sopportare prima di iniziare a cedere (punto più alto della curva). - Allungamento percentuale: Indica la duttilità del materiale, cioè quanto può allungarsi prima di rompersi. - Riduzione dell’area: Rappresenta la strozzatura nel punto di rottura. Più è grande, più il materiale è duttile. Questi parametri sono utili per confrontare materiali e scegliere quello più adatto alle specifiche applicazioni.
Marco Franz, 3CN-B
NORMATIVE E STANDARD
Per garantire affidabilità e confrontabilità dei risultati, la prova di trazione è regolata da norme tecniche internazionali che definiscono: - la forma e dimensione del provino; - la velocità di deformazione; - le modalità di misura dello sforzo e dell’allungamento; - le condizioni ambientali della prova.Norme principali: - UNI EN ISO 6892-1 Prova di trazione su materiali metallici a temperatura ambiente. È lo standard più usato per i metalli a temperatura ambiente in Europa e nel mondo. - ASTM E8 / E8M Standard americano per la trazione su metalli.Usato soprattutto negli Stati Uniti, ma riconosciuto anche altrove per i metalli - UNI EN ISO 527 Specifica per la trazione su materiali plastici. - UNI EN ISO 14125 Per materiali compositi fibrorinforzati, come quelli usati nell’industria navale o aerospaziale.L’uso di queste norme garantisce risultati coerenti e utilizzabili nel confronto tra diversi materiali e fornitori.
Marco Franz, 4CN-B
VANTAGGI E LIMITAZIONI DELLA PROVA
Vantaggi: - Fornisce dati affidabili e ripetibili sulle proprietà meccaniche. - Permette di analizzare sia il comportamento elastico che plastico. - È una prova standardizzata e quindi comparabile tra laboratori. - Facile da eseguire con attrezzature comuni nei laboratori dei materiali. Limitazioni: - È una prova distruttiva (il materiale si rompe). - I risultati valgono solo per il provino, non sempre rappresentano strutture reali. - Non considera effetti di carichi complessi (torsione, fatica, impatto). - Può essere influenzata da difetti nel materiale o nella preparazione del provino.
Marco Franz, 3CN-B
LEGGE DI HOOKE
La legge di Hooke descrive il comportamento elastico dei materiali quando vengono deformati da una forza.In forma semplice, afferma che: La deformazione di un corpo elastico è direttamente proporzionale alla forza applicata, finché non si supera il limite elastico del materiale. (come abbiamo visto nei diagrammi della prova) Formula elementare F=k⋅Δx F = forza applicata (in newton, N)k = costante elastica o di rigidità della molla (in N/m)Δx = allungamento o compressione rispetto alla lunghezza iniziale (in m) Per corpi più generali (non solo molle), la legge si scrive come: Formula per corpi solidiσ=E⋅εσ = tensione (forza per unità di superficie, in Pa)E = modulo di Young (misura della rigidità del materiale)ε = deformazione relativa (rapporto tra allungamento e lunghezza iniziale)
Marco Franz, 4CN-B
Conclusioni
La prova di trazione permette di comprendere in modo completo il comportamento meccanico dei materiali sottoposti a sforzi di trazione. Grazie a questa prova è possibile determinare parametri fondamentali come il modulo di Young, il limite elastico, il carico di snervamento, la resistenza a trazione e l’allungamento a rottura, che descrivono rispettivamente la rigidità, la capacità di deformarsi elasticamente, la resistenza e la duttilità del materiale. La prova di trazione è quindi essenziale per la progettazione e la scelta dei materiali in ambito ingegneristico, poiché permette di valutare il loro comportamento sotto carico e di garantire la sicurezza e l’affidabilità delle strutture e dei componenti meccanici.
Marco Franz, 4CN-B
fonti
Fonti:
- www.researchgate.net
- www.campanologia.it
- https://it.botomachine.com
- https://service.webapp.it/pluto_h725_clienti/OFFICINA_STUDENTI_1440606206/pdf_prodotti/2611/11616.pdf
- https://it.linkedin.com/company/sider-test
- https://www.youtube.com/@meccanicando
- https://www.youtube.com/watch?v=H_AEN3t4Ou0
- https://www.youtube.com/watch?v=QKnunKu-3-M
- https://www.specialchem.com
- https://www.instron.com
- Dispensa Macchine
- https://www.meccanicanews.com
- https://iisazmeccanica.wordpress.com/2018/09/22/prova-di-trazione/
Marco Franz, 4CN-B
GRAZIE PER L'ASCOLTO!
Anno scolastico 2025/2026 Marco Franz, 4CN-B Docenti Edoardo Bozzano e Maurizio Roccatagliata
Relazione Prova di Trazione
Marco Franz
Created on October 8, 2025
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La prova di trazione
misurare le proprietà meccaniche dei materiali
Anno scolastico 2025/2026Marco Franz, 4CN-B.Docenti Maurizio Roccatagliata ed Edoardo Bozzano
INDICE
Componenti della macchina
Definizione
Dati e risultanze della prova
Obiettivi della prova
Parametri chiave
Come si svolge
Normative e standard
Diagramma Fe 360
Marco Franz, 4CN-B
Vantaggi e limitazioni della prova
Diagramma Fe 430
Legge di Hooke
Diagramma Fe 510
Curva sforzo-deformazione
Conclusioni
Fonti
Tensione ammissibile
Chiusura
Tipi di frattura
introduzione
La prova di trazione è un test fondamentale per valutare le proprietà meccaniche di un materiale, a partire dalla sua resistenza e il suo comportamento sotto sforzo. Consiste nell’applicare una forza di trazione a un campione di materiale e a misurare le sue reazioni, come l’allugamento e la forza necessaria per la rottura. Durante l’esecuzione della prova, si utilizza un provino di forma standardizzata, generalmente cilindrica o rettangolare, che viene progressivamente allungato tramite una macchina chiamata macchina universale di prova. Questa macchina registra con precisione l’aumento della forza applicata e la deformazione subita dal materiale.
Marco Franz, 4CN-B
OBIETTIVI DELLA PROVA
La prova di trazione ha lo scopo di determinare le principali caratteristiche meccaniche di un materiale quando viene sottoposto a uno sforzo di trazione.In particolare, consente di valutare:
Marco Franz, 4CN-B
Come si svolge?
La prova di trazione è un esperimento fondamentale per studiare il comportamento meccanico dei materiali quando vengono sottoposti a una forza di trazione, cioè quando vengono tirati. L’obiettivo è determinare alcune caratteristiche meccaniche importanti, come il modulo di Young, il limite elastico, la resistenza a trazione e l’allungamento a rottura, che permettono di valutare quanto un materiale sia rigido, resistente o duttile.Per eseguire la prova, si prepara innanzitutto un provino, cioè un campione del materiale da analizzare, di forma standard (cilindrica o prismatica) con una parte centrale più sottile chiamata zona utile, dove si concentrerà la deformazione. Prima di iniziare, si misurano con precisione la lunghezza iniziale e la sezione iniziale.Il provino viene poi montato nella macchina universale di prova, che lo blocca saldamente ai morsetti e applica una forza di trazione crescente in modo controllato. Durante la prova, la macchina registra costantemente la forza applicata ΔL del provino. Con questi dati si calcolano la tensione o sforzo σ=F/S0 e la deformazione unitaria ε=ΔL/L0.I valori ottenuti vengono riportati in un grafico che rappresenta la tensione (σ) in funzione della deformazione (ε).
Marco Franz, 3CN-B
Diagramma Fe 360
L’acciaio FE 360 è un materiale con limite elastico di circa 360 MPa, caratterizzato da buona duttilità e ottima saldabilità. Viene utilizzato nelle navi per elementi strutturali non soggetti a elevate sollecitazioni, come pannelli di rivestimento, controventature secondarie e parti interne dello scafo dove la resistenza estrema non è fondamentale. Questo tipo di acciaio permette una lavorazione più semplice e una maggiore sicurezza contro deformazioni improvvise.
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Diagramma Fe 430
L’acciaio FE 430 ha un limite elastico di circa 430 MPa e rappresenta un compromesso tra resistenza meccanica e duttilità. È impiegato nelle strutture navali che richiedono una maggiore resistenza rispetto al FE 360, come alcune parti dello scafo, travi interne o controventature principali. Mantiene una buona saldabilità e lavorabilità, consentendo di ridurre leggermente lo spessore delle lamiere senza compromettere la sicurezza strutturale.
Marco Franz, 4CN-B
Diagramma Fe 510
L’acciaio FE 510 possiede un limite elastico elevato, intorno ai 510 MPa, ed è considerato un acciaio ad alta resistenza. Viene impiegato nelle zone più sollecitate della nave, come ponti principali, telai longitudinali e scafo in corrispondenza di carichi elevati o possibili urti. Pur avendo una duttilità leggermente inferiore rispetto al FE 360 e FE 430, permette di ottimizzare lo spessore delle lamiere e ridurre il peso complessivo della struttura, sempre prestando attenzione alla saldatura e alla prevenzione di cricche.
Marco Franz, 4CN-B
CURVA SFORZO-DEFORMAZIONE
La curva sforzo-deformazione rappresenta il comportamento del materiale durante la prova di trazione.
- Asse orizzontale (X): Deformazione (ε, epsilon) → allungamento relativo (%).
La curva si divide in diverse zone:- Regime elastico: deformazione reversibile, segue la legge di Hooke.
- Snervamento: inizio della deformazione plastica (il materiale non torna più alla forma iniziale).
- Incrudimento: il materiale resiste ancora all’allungamento, ma si deforma plasticamente.
- Necking (strozzatura): inizia la localizzazione della deformazione, parte in cui si concentra.
- Rottura: il materiale si spezza.
La forma della curva varia in base al tipo di materiale: duttile (es. acciaio) o fragile (es. ghisa). ε= ΔL/L0 (lung, iniziale); σ= F/A0 (area iniziale sez. trasversaleMarco Franz, 4CN-B
tensione ammissibile
La tensione ammissibile è la massima tensione che un materiale può sopportare in condizioni di esercizio, senza che si verifichino deformazioni permanenti o rottura.È un concetto fondamentale nella progettazione meccanica e strutturale, perchè assicura che i componenti lavorino in modo sicuro e affidabile anche in presenza di incertezze sui carichi, sui materiali o sulle condizioni ambientali.Si calcola dividendo una tensione caratteristica del materiale (di solito la tensione di snervamento o la resistenza a trazione) per un opportuno coefficiente di sicurezza.
Marco Franz, 4CN-B
TIPI DI FRATTURA
Frattura fragile
Frattura duttile
Definizione:È un tipo di frattura che avviene senza apprezzabile deformazione plastica, quasi istantaneamente.Caratteristiche principali:Avviene improvvisamente, senza preavviso.Assorbe poca energia = bassa tenacità.Tipica di materiali ceramici, vetrosi, o metalli duri e temprati (come acciai ad alta durezza).Superficie di frattura liscia, brillante e cristallina.La rottura si propaga lungo i piani cristallografici o granuli del materiale.Spesso intergranulare (lungo i bordi dei grani) o transgranulare (attraverso i grani).Esempio:Un vetro o un pezzo di ghisa che si rompe di colpo = frattura fragile.
Definizione: È un tipo di frattura che avviene dopo una significativa deformazione plastica del materiale. Caratteristiche principali: Avviene lentamente, con avviso (il materiale si deforma prima di rompersi). Assorbe molta energia prima della rottura = elevata tenacità. Tipica di metalli come rame, acciaio dolce, alluminio. Superficie di frattura irregolare e fibrosa, con un aspetto lucente e opaco alternato. Inizia spesso da una cavitazione interna (microvuoti) e si propaga con collegamento dei vuoti fino alla rottura. Avviene in modo trasversale (perpendicolare al carico) con una tipica forma a coppa e cono (“cup and cone”). Esempio: Tirando una graffetta metallica fino a romperla, prima si allunga e poi si spezza = frattura duttile.
Marco Franz, 4CN-B
TIPI DI FRATTURE
Marco Franz, 4CN-B
componenti della macchina
- Telaio (struttura portante)
È la struttura rigida che sostiene tutti gli altri elementi. Può essere a una o due colonne, in base alla capacità di carico- Traverse (o piastre)
Collegano le ganasce o morsetti che tengono il provino.- Sistema di serraggio del provino (morsetti o ganasce)
Bloccano il provino alle estremità. Devono garantire una presa salda e uniforme, evitando scorrimenti o deformazioni localizzate.- Sistema di applicazione del carico
Genera la forza necessaria per eseguire la prova. Permette di controllare velocità e intensità del carico.Può essere: Idraulico (cilindro e pistone azionati da fluido in pressione) o Elettrico (motore e vite a ricircolo di sfere o vite trapezoidale)- Cella di carico (trasduttore di forza)
Misura il valore del carico applicato al provino con alta precisione.Converte la forza in un segnale elettrico proporzionale.- Estensimetro (o estensometro / extensometer)
Serve per misurare l’allungamento del provino in modo accurato.Può essere: meccanico, ottico / video, elettronico a resistenza (strain gauge)Sistema di controllo e acquisizione datiÈ il software e hardware che gestisce la macchina:- Unità di comando / console operatore
Pannello o PC da cui si impostano i parametri di prova.Visualizza in tempo reale carico, allungamento, e curva di trazioneMarco Franz, 4CN-B
Dati e risultanze della prova
Dati iniziali:
Risultanze:
Lunghezza iniziale (L₀) [mm] Sezione iniziale (S₀) [mm²] Diametro iniziale (d₀) [mm] Carico applicato (F) [N]
Limite di elasticità (σₑ) [MPa] (o N/mm²)Carico di snervamento (σₛ) [MPa] (o N/mm²)Carico massimo o tensione di rottura (σₘₐₓ o σᵣ) [MPa] (o N/mm²)Allungamento massimo (ΔL) [mm]Modulo di elasticità (E) [MPa] oppure [GPa] (1 GPa = 1000 MPa)
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PARAMETRI CHIAVE
Durante la prova di trazione si ottengono diversi parametri meccanici fondamentali per descrivere il comportamento del materiale: - Modulo di Young (E): Pendenza della parte elastica della curva. Indica la rigidità del materiale (più è alto, meno si deforma elasticamente). - Limite di snervamento (σy): Lo sforzo oltre il quale il materiale inizia a deformarsi plasticamente (cioè in modo permanente). - Resistenza a trazione (σmax): Il massimo sforzo che il materiale può sopportare prima di iniziare a cedere (punto più alto della curva). - Allungamento percentuale: Indica la duttilità del materiale, cioè quanto può allungarsi prima di rompersi. - Riduzione dell’area: Rappresenta la strozzatura nel punto di rottura. Più è grande, più il materiale è duttile. Questi parametri sono utili per confrontare materiali e scegliere quello più adatto alle specifiche applicazioni.
Marco Franz, 3CN-B
NORMATIVE E STANDARD
Per garantire affidabilità e confrontabilità dei risultati, la prova di trazione è regolata da norme tecniche internazionali che definiscono: - la forma e dimensione del provino; - la velocità di deformazione; - le modalità di misura dello sforzo e dell’allungamento; - le condizioni ambientali della prova.Norme principali: - UNI EN ISO 6892-1 Prova di trazione su materiali metallici a temperatura ambiente. È lo standard più usato per i metalli a temperatura ambiente in Europa e nel mondo. - ASTM E8 / E8M Standard americano per la trazione su metalli.Usato soprattutto negli Stati Uniti, ma riconosciuto anche altrove per i metalli - UNI EN ISO 527 Specifica per la trazione su materiali plastici. - UNI EN ISO 14125 Per materiali compositi fibrorinforzati, come quelli usati nell’industria navale o aerospaziale.L’uso di queste norme garantisce risultati coerenti e utilizzabili nel confronto tra diversi materiali e fornitori.
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VANTAGGI E LIMITAZIONI DELLA PROVA
Vantaggi: - Fornisce dati affidabili e ripetibili sulle proprietà meccaniche. - Permette di analizzare sia il comportamento elastico che plastico. - È una prova standardizzata e quindi comparabile tra laboratori. - Facile da eseguire con attrezzature comuni nei laboratori dei materiali. Limitazioni: - È una prova distruttiva (il materiale si rompe). - I risultati valgono solo per il provino, non sempre rappresentano strutture reali. - Non considera effetti di carichi complessi (torsione, fatica, impatto). - Può essere influenzata da difetti nel materiale o nella preparazione del provino.
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LEGGE DI HOOKE
La legge di Hooke descrive il comportamento elastico dei materiali quando vengono deformati da una forza.In forma semplice, afferma che: La deformazione di un corpo elastico è direttamente proporzionale alla forza applicata, finché non si supera il limite elastico del materiale. (come abbiamo visto nei diagrammi della prova) Formula elementare F=k⋅Δx F = forza applicata (in newton, N)k = costante elastica o di rigidità della molla (in N/m)Δx = allungamento o compressione rispetto alla lunghezza iniziale (in m) Per corpi più generali (non solo molle), la legge si scrive come: Formula per corpi solidiσ=E⋅εσ = tensione (forza per unità di superficie, in Pa)E = modulo di Young (misura della rigidità del materiale)ε = deformazione relativa (rapporto tra allungamento e lunghezza iniziale)
Marco Franz, 4CN-B
Conclusioni
La prova di trazione permette di comprendere in modo completo il comportamento meccanico dei materiali sottoposti a sforzi di trazione. Grazie a questa prova è possibile determinare parametri fondamentali come il modulo di Young, il limite elastico, il carico di snervamento, la resistenza a trazione e l’allungamento a rottura, che descrivono rispettivamente la rigidità, la capacità di deformarsi elasticamente, la resistenza e la duttilità del materiale. La prova di trazione è quindi essenziale per la progettazione e la scelta dei materiali in ambito ingegneristico, poiché permette di valutare il loro comportamento sotto carico e di garantire la sicurezza e l’affidabilità delle strutture e dei componenti meccanici.
Marco Franz, 4CN-B
fonti
Fonti:
Marco Franz, 4CN-B
GRAZIE PER L'ASCOLTO!
Anno scolastico 2025/2026 Marco Franz, 4CN-B Docenti Edoardo Bozzano e Maurizio Roccatagliata