Proprietà meccaniche dei materiali di ingegneria:
Per varie applicazioni di ingegneria la selezione dei materiali dipende molto dalle proprietà dei materiali. Per un ingegnere progettista senza la conoscenza delle proprietà dei materiali sarà difficile da progettare.
Le proprietà meccaniche dei materiali sono il comportamento del materiale sotto vari tipi di forze. Studiamo alcune importanti proprietà meccaniche dei materiali di ingegneria.
- Forza
- Elasticità
- Plasticità
- Rigidità
- Resilienza
- Tenacità
- Malleabilità
- Duttilità
- Fragilità
- Durezza
- Fatica
- Creep
1.Resistenza
La resistenza è definita come la capacità del materiale di resistere alle forze esterne senza rottura o cedimento.
A seconda dei vari tipi di sollecitazioni indotte dai vari tipi di forze esterne, la forza è espressa anche come resistenza alla trazione, resistenza alla compressione e resistenza al taglio, ecc.
Quando una forza esterna è applicata sul materiale le tensioni differenti sono indotte nel materiale.
Lo stress è la resistenza offerta dal materiale quando viene applicata una forza esterna.
Ci sono tensioni di trazione, sollecitazioni di compressione e sollecitazioni di taglio.
Quando la forza esterna è assiale e tira il corpo verso l’esterno, la resistenza offerta dal corpo per resistere a quella forza è chiamata tensione di trazione.
Quando la forza esterna è assiale e comprime il corpo verso l’interno, la resistenza offerta dal corpo per resistere a quella forza è chiamata stress di compressione.
Lo stress di taglio è la resistenza offerta dal corpo per resistere alla forza di taglio.
La resistenza alla trazione, la resistenza alla compressione e la resistenza al taglio sono la resistenza offerta dal corpo senza frattura o cedimento quando la forza di trazione, la forza di compressione e la forza di taglio applicata al corpo rispettivamente.
2.Elasticità
L’elasticità è definita come la capacità del materiale di riacquistare la sua forma e dimensione originali dalla deformazione quando vengono rimosse le forze esterne che hanno causato la deformazione.
Nelle applicazioni ingegneristiche comuni viene utilizzato principalmente l’acciaio grazie alla sua elevata elasticità e resistenza.
3.Plasticità
La plasticità è definita come la capacità del materiale di mantenere la deformazione permanentemente causata quando viene applicata la forza esterna. La deformazione si prolunga in modo permanente anche dopo la rimozione delle forze esterne.
4.Rigidezza
La rigidezza è definita come la capacità del materiale di resistere alla deformazione quando la forza esterna è applicata. La rigidità è anche chiamata rigidità. Il valore della rigidità è chiamato modulo di elasticità. La sua unità è N / mm2.
5.Resilienza
La resilienza è definita come la capacità del materiale di assorbire l’energia resistendo ai carichi di shock e impatto quando viene applicata e rilasciare questa energia quando i carichi vengono rimossi. La misura della resilienza è chiamata modulo di resilienza. Questa proprietà è desiderabile per vari tipi di molle.
6.Tenacità
La tenacità è definita come la capacità del materiale di resistere alla frattura quando viene applicata la forza esterna. I carichi sono principalmente carichi di impatto. Il materiale che ha più durezza resiste ai carichi di impatto senza frattura. La misura della tenacità è chiamata modulo di tenacità.
7.Malleabilità
La malleabilità è definita come la capacità del materiale di resistere alla crepa con maggiore deformazione quando viene applicata la forza d’impatto o la forza di compressione. La deformazione avviene in larga misura, ma la crepa non accadrà prima. Questa deformazione senza crack è così utile nell’applicazione di materiali che richiedono laminazione, forgiatura ed estrusione. Questi materiali resistono al colpo di martello.
La malleabilità è anche definita come la proprietà del materiale che può essere arrotolato o martellato in fogli.
8.Duttilità
La duttilità è definita come la capacità del materiale di resistere alla crepa con più deformazione quando viene applicata la forza di trazione.
È anche definito come la proprietà del materiale che può essere disegnato in fili.
I materiali duttili sono utilizzati nell’applicazione di materiali che richiedono la formazione, la piegatura e il disegno.
9.Fragilità
La fragilità è definita come la capacità del materiale di non deformarsi più prima della frattura quando viene applicata la forza esterna. La deformazione plastica è trascurabile nei materiali fragili. È opposto alla duttilità. D’ora in poi, i materiali fragili non possono resistere alla trazione e fallire o fratturarsi improvvisamente.
La ghisa è un esempio di materiale fragile. I materiali fragili possono resistere alla forza di compressione.
10.Durezza
La durezza è definita come la capacità del materiale di resistere all’usura, al graffio, alla penetrazione o a qualsiasi deformazione permanente.
I materiali duri possono essere usati per tagliare altri materiali. Possono essere utilizzati nelle applicazioni in cui un materiale strofina altro materiale. Ad esempio, in cam e follower il follower strofinerà la camma e si muoverà dalla direzione della camma.
11.Fatica
La fatica è la proprietà del materiale di fallire quando viene sottoposto a sollecitazioni ripetute.
12.Creep
Il creep è la proprietà del materiale di deformarsi lentamente e permanentemente quando viene sottoposto a sollecitazioni costanti ad alte temperature per un lungo periodo di tempo.
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Stress e tensione