Resilienza
Da TecnoLogica.
Definizioni
Capacità di un materiale di assorbire energia di deformazione elastica[1].
Capacità di un materiale di assorbire energia elasticamente quando sottoposto a un carico o a un urto prima di giungere a rottura[2].
Descrizione
Secondo la prima interpretazione, la resilienza è la caratteristica tecnica di quei materiali in grado di subire notevoli deformazioni elastiche sotto l'effetto di carichi dinamici senza né rompersi né presentare residui deformativi permanenti. In altri termini, un materiale resiliente presenta un'elevata densità di energia di deformazione elastica, cioè rende necessario spendere un'elevata quantità di energia per portare a snervamento un cubetto di volume unitario realizzato con il medesimo materiale.
Dopo aver sottoposto un provino di materiale ad una prova a sforzo normale per determinarne il suo campo elastico ed il punto di snervamento Y, la sua densità di energia di deformazione elastica è pari a:
,
dove εy rappresenta la deformazione di snervamento.
L'integrale rappresenta l'area del rettangoloide sotteso al tratto di curva 0Y avente come base il segmento di lunghezza εy.
Il modulo di resilienza è invece la densità di energia di deformazione elastica che occorre per raggiungere la tensione al limite di proporzionalità σp. Considerando che in tema di proporzionalità elastica si può porre:
allora il modulo è pari a[3]:
,
dove:
- E è il modulo di Young;
- Fp è la forza da applicare al provino per giungere al limite di proporzionalità P;
- ΔL è l'allungamento o l'accorciamento massimo che si rileva al limite di proporzionalità.
Per la seconda interpretazione - più diffusa in ambito tecnico rispetto alla prima - la resilienza è la capacità di un materiale di resistere ad un urto dinamico prima di rompersi. In questo caso quindi, la resilienza è l'energia per unità di volume necessaria per portare a rottura dinamica un provino. Questa quantità viene determinata grazie ad una prova di resilienza che utilizza una speciale macchina (il pendolo di Charpy) costituita da una massa battente che colpisce il materiale ad una velocità compresa tra i 5.0 e i 5.5 m/s erogando un'energia di 300 ± 10 J (UNI 4431 / UNI EN 10045; vedi il → video). La differenza tra l'altezza H0 dalla quale la massa battente parte e l'altezza H1 alla quale il pendolo arriva dopo l'impatto permette di calcolare il lavoro che si è reso necessario per fratturare il provino:
L = P (H0 - H1),
dove P è il peso della massa battente. Si definisce indice di resilienza il rapporto[4]:
K = L/A
con A che indica l'area del provino oggetto della prova.
Voci correlate
Note
- ↑ G. Scarinci, E. Bernardo, Introduzione ai materiali polimerici per Ingegneria dei materiali, Libreria Progetto (Padova), 2006.
- ↑ Voce Resilienza dell'Enciclopedia della Scienza e della Tecnica Treccani.
- ↑ Ibidem.
- ↑ Tecnologia Meccanica, Luigi Carrino e Antonio Formisano.
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