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La prova di resilienza sui materiali metallici

La prova di resilienza mostra il comportamento di un provino soggetto ad una rottura per orto-flessione.
In pratica, si realizza un intaglio nella mezzeria del provino che viene poi poggiato su due sostegni. Il provino viene successivamente colpito, e quindi rotto, con un unico colpo.
L'energia che viene assorbita non è altro che la resistenza agli urti del provino (e quindi del materiale di cui è composto) e quindi la resilienza.


Indice

I provini utilizzati: caratteristiche

I provini utilizzati sono del tipo in figura:



Devono cioè avere una lunghezza di 55 mm ed una sezione quadrata di lato pari a 10 mm.


Come è stato già detto nell'introduzione, il provino deve essere intagliato nella mezzeria. Anche qui si distinguono due diversi tipi di intaglio:


  • intaglio a U, profondo 5 mm e avente raggio del fondo di intaglio di 1 mm;

  • intaglio a V, con apertura angolare di 45°, profondità di 2 mm.



Modalità di svolgimento della prova

La prova è condotta tramite l'utilizzo di una macchina detta Pendolo di Charpy.
Da ciò deriva il nome più comune che viene dato a questo tipo di prova che è "Prova di Charpy" o "Charpy test".
Esso è schematizzato come segue:




dove:

  • A è una mazza girevole in O;
  • M è il martello
  • B è il quadrante, su cui una coppia di indici (uno folle e uno solidale con A) segna la posizione angolare di A.


Per eseguire la prova, si porta il pendolo ad una altezza H e lo si fissa su di un appoggio. Fatto ciò si posiziona anche la provetta in modo che la parte su cui è stato realizzato l'intaglio sia opposta alla parte su cui va a battere il martello. Dopo si lascia cadere il pendolo che va a rompere il provino, raggiungendo una altezza h e poi tornerà ad oscillare. Un freno elettromagnetico provvede poi a smorzare le oscillazioni.
Facciamo ora qualche conto.
L'energia a disposizione è pari a:

L_{disp} \ = \ mgH
.


Una parte di questa energia viene spesa per rompere il provino, la parte rimanente per portare il pendolo ad una altezza h. A questo punto l'energia posseduta dal pendolo risulta essere:

L_{post} \ = \ mgh
.


Se si indica con l la lunghezza del pendolo e con α l'angolo che esso forma con la verticale:


h= \ l(1-\cos(\alpha))
.


Da qui si ha che il lavoro per rompere la provetta è:


L_{ROTTURA\ PROVETTA}=L_{disp}-L_{post}=mg(H-l(1-\cos(\alpha )))
.


Ma la resilienza K non è altro che il lavoro che viene assorbito dalla provetta, per cui:


K \ = \ L
.

La macchina per eseguire la prova di resilienza deve avere una energia diposnibile di 300 ± 10 J.

Simbologia adottata

La simbologia adottata è:

  • KU, se l'intaglio è ad U;
  • KV, se l'intaglio è a V;


seguita dal valore della resilienza.


Qualche video

Di seguito ecco qualche video pratico di come viene eseguita questa prova, il primo in inglese, il secondo in italiano:



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Commenti e note

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di ,

Grazie dell'articolo interessante. Se posso, suggerisco anche questo video http://www.tec-eurolab.com/it/doc-s-34-2210-1-tec_eurolab_test_di_resilienza_.aspx che mostra l'effettuazione del test in laboratorio e ne spiega gli obiettivi.

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