Resistenza alla trazione vs. resistenza alla rottura

La resistenza alla trazione e alla rottura sono due parametri importanti. I produttori considerano questi due parametri quando scelgono un materiale. Purtroppo, la maggior parte dei non addetti ai lavori li considera uguali. Ricordiamo che le differenze sono molteplici. Queste decisioni accendono il dibattito sulla resistenza alla trazione e alla rottura.

 

Entrambi questi parametri sono utili per valutare la capacità di qualsiasi materiale. Si può vedere la resistenza alla trazione o alla rottura di qualsiasi oggetto scritta su qualsiasi materiale. Ciò significa che non bisogna mai sottoporre il materiale a sollecitazioni o carichi superiori a quel limite. In questo articolo tratterò in dettaglio la resistenza alla trazione e alla rottura. Quindi, iniziamo!

 

Che cos'è la resistenza alla trazione?

Cos'è la resistenza alla trazione

Questo articolo non si propone di confrontare questi due parametri testa a testa. Si tratta invece di capire le loro differenze. Per questo motivo, entriamo per prima cosa nel dettaglio della resistenza alla trazione.

 

È la quantità massima di trazione che un materiale può sopportare. Oltre questo limite specifico, il materiale si deforma in modo permanente. Quindi non tornerà alla sua forma o posizione precedente. Ricordiamo che in questa fase il materiale non si rompe. Scientificamente, si tratta di una forza (stress) applicata a un'unità di superficie.

 

La resistenza alla trazione di alcuni materiali popolari è la seguente:

 

  • Gomma: 10-20 MPa
  • Acciaio: 400-1.500 MPa
  • Alluminio: 90-570 MPa

 

Parliamo della resistenza alla trazione con parole semplici. Supponiamo di avere una striscia di gomma. Ora la tirate e continuate a tirarla con una certa forza. Ma quando si smette di tirare, la gomma torna in posizione. Tuttavia, se continuate a tirare, raggiungerete un punto in cui la striscia di gomma inizierà a deformarsi. 

 

All'uscita, non tornerà alla posizione iniziale. Tuttavia, la striscia di gomma sarà in una posizione accettabile e non sarà incrinata o rotta. Questa forza in quella fase sarà la resistenza alla trazione della striscia di gomma. Con la resistenza alla trazione, il materiale non si rompe ma si deforma. Perde la capacità di tornare in posizione. 

 

Ecco la formula per trovare la resistenza alla trazione:

 

La formula per calcolare la resistenza alla trazione è:

 

Resistenza alla trazione = Forza massima (F) / Area della sezione trasversale (A)

 

L'unità di misura della resistenza alla trazione è il Pascal. Ha due tipi: il carico di rottura e il carico di snervamento. A UTS, il materiale mostra una deformazione significativa. Il carico di snervamento, invece, si ha quando il materiale inizia a mostrare una piccola deformazione. Il carico di snervamento è sempre inferiore al carico di rottura. 

 

Che cos'è il carico di rottura?

Che cos'è la resistenza alla rottura

Avete capito il significato di resistenza alla trazione? Diamo un'occhiata al carico di rottura:

 

È la forza o la sollecitazione massima che il materiale può sopportare. Dopo questa forza, si rompe o cede. In genere si confonde la rottura con la deformazione. Dopo la resistenza alla rottura, qualsiasi forza applicata provocherà il cedimento del materiale. Dopo questa forza, il materiale non sarà più utilizzabile. 

 

Il carico di rottura di alcuni materiali è il seguente:

 

  • Vetro: 35-70 MPa
  • Nylon: 90-150 MPa
  • Alluminio: 90-310 MPa

 

Discutiamo del carico di rottura con parole facili da capire con la precedente striscia di gomma. Quando si applica una forza a una striscia di gomma, questa inizia a deformarsi. La fase in cui inizia a deformarsi in modo permanente è chiamata resistenza alla trazione. Ma se si continua a spingere, si procede verso il punto di rottura.

 

Si arriva a un punto in cui le strisce di gomma non sopportano più forza o resistenza. Si tratta della forza massima che una striscia di gomma può sopportare. Si tratta del cosiddetto carico di rottura. Qualsiasi leggero aumento della forza provocherà la rottura o il cedimento del materiale. In poche parole, questo è il limite massimo di forza che un materiale può affrontare.

 

Qual è la differenza tra resistenza alla trazione e alla rottura?

Qual è la differenza tra resistenza alla trazione e alla rottura?

Nella sezione precedente ho spiegato separatamente il carico di rottura e di trazione. Spero che ora abbiate un'idea più precisa di questi parametri. È ora di individuare le differenze tra i carichi di rottura e di trazione. 

 

1- Comportamento del materiale

 

Entrambi questi parametri ci aiutano a capire il comportamento e la capacità del materiale. Ad esempio, con una resistenza alla trazione, il materiale si deforma in modo permanente. Non tornerà alla sua forma originale. Quindi, non superare la resistenza alla trazione per mantenere il materiale elastico.

 

D'altra parte, il carico di rottura indica la piena capacità di resistenza alle sollecitazioni del materiale. Supponiamo che un materiale abbia un carico di rottura di 20 MPa. Ciò significa che se tale materiale affronta una sollecitazione di 21 MPa, non si romperà né cederà. In questo modo, questi parametri ci danno diverse informazioni sul materiale. 

 

2- Fase del fallimento

 

La resistenza alla trazione non indica lo stadio di rottura. Ad esempio, il materiale si deformerà se si raggiunge il limite di resistenza alla trazione. Ma sarà comunque possibile utilizzarlo in modi diversi. Ricordate che la resistenza alla trazione indica la tensione alla quale il materiale inizia a deformarsi. È possibile conservare il materiale anche se si deforma leggermente. 

 

Il materiale avrà una certa elasticità prima di raggiungere il carico di rottura. D'altra parte, il carico di rottura indica il cedimento completo del materiale. Supponiamo di avere un materiale e di applicargli una sollecitazione superiore al suo carico di rottura. Si verificherà una fessurazione e il materiale cederà o si romperà. Non sarà più possibile utilizzarlo. 

 

3- Flessibilità e autonomia

 

Come detto in precedenza, la resistenza alla trazione è di due tipi. Si tratta del carico di snervamento e del carico di rottura. Il limite di snervamento indica la sollecitazione in cui il materiale inizia a deformarsi. Tuttavia, può ancora essere utilizzato e contenere una certa elasticità. 

 

Dopo lo snervamento, se si continua ad applicare la forza, si raggiunge la fase ITS. Questo è il punto in cui il materiale è prossimo alla rottura. Il materiale può essere utilizzato tra queste due frasi. Tuttavia, la resistenza alla frenatura non ha una tale gamma o tipologia. Se si supera la forza di rottura, il materiale si guasta. 

 

4- Applicazioni 

 

Sia la resistenza alla trazione che quella alla rottura sono importanti per i produttori. Li aiutano a conoscere l'effettiva capacità e il valore dell'oggetto. Consentono di selezionare con cura il materiale per il progetto. Ad esempio, i produttori decidono i materiali in base alla resistenza alla trazione quando realizzano travi o colonne.

 

I produttori si assicurano di applicare i carichi che il materiale è in grado di sopportare. Allo stesso modo, il carico di rottura aiuta i produttori a conoscere l'ultimo limite di sollecitazione che il materiale può sopportare. Avete mai letto le etichette con gli avvisi di guasto sui vari prodotti? I produttori aggiungono tali avvisi o limiti controllando il carico di rottura del materiale. 

 

Avete mai notato il limite di peso sulla cabina dell'ascensore? Questo limite si basa sulla resistenza alla rottura del materiale per la realizzazione dell'ascensore. Se il peso dell'ascensore aumentasse, il limite verrebbe superato. Ricordate che queste resistenze sono calcolate e testate in laboratorio con macchine per prove di trazione.

 

La resistenza alla frattura è uguale alla resistenza alla trazione?

 

La risposta è NO! Si tratta di due parametri o termini diversi.

 

La resistenza alla frattura è un altro nome per la resistenza alla rottura. Indica il punto di sollecitazione in cui il materiale si rompe o cede. La resistenza alla trazione, invece, è la forza massima che un materiale può sopportare prima di deformarsi in modo permanente.

 

Dopo la resistenza alla trazione, il materiale non torna nella sua posizione originale. Ciò significa che perde la sua elasticità. Tuttavia, può ancora essere utilizzato con un'elasticità molto ridotta. Tuttavia, la resistenza alla rottura o alla frattura è diversa. In questo punto di stress, il materiale va in crisi e cede. Ciò significa che non sarà più possibile utilizzarlo. 

 

 Domande frequenti

 

La resistenza alla trazione è uguale alla resistenza alla rottura?

No, la resistenza alla trazione indica il livello di sollecitazione in cui il materiale si deforma in modo permanente. Tuttavia, la resistenza alla rottura indica l'ultimo limite di sollecitazione. Dopo questo limite, il materiale cede e non può più sopportare altre forze o sollecitazioni. 

 

Cosa si intende per resistenza alla rottura e come si differenzia dalla resistenza alla frattura?

È il punto di sollecitazione dopo il quale il materiale si rompe o cede. In parole povere, è l'ultimo limite di sollecitazione. La resistenza alla frattura è un altro nome usato per la resistenza alla rottura. 

 

Qual è la differenza tra tensione e trazione?

Tensione e resistenza alla trazione sono termini completamente diversi. La tensione indica qualsiasi forza o compressione applicata a un oggetto. La resistenza alla trazione, invece, indica la forza o la sollecitazione che un materiale può sopportare prima di deformarsi in modo permanente.

 

Il materiale perde tutta la sua elasticità quando viene allungato fino alla sua resistenza alla trazione?

Il materiale perde la maggior parte della sua elasticità e si deforma in modo permanente. Tuttavia, è ancora possibile tirarlo o allungarlo fino alla sua resistenza alla trazione. Dopo la UTS, il materiale si rompe e cede. 

 

Conclusione

 

Come già detto, la resistenza alla trazione e il carico di rottura sono due parametri diversi. Tuttavia, molte persone li confondono e li considerano uguali. Tuttavia, ciò non è vero. In questo articolo ho discusso le loro differenze e ho stabilito che entrambi sono diversi. Per esempio, la resistenza alla trazione è la forza applicata per unità di superficie. 

 

Ogni materiale ha un valore specifico di resistenza alla trazione. Al di sopra di tale valore, si deforma in modo permanente. Il carico di rottura, invece, è la sollecitazione massima che un materiale può sopportare. Come la resistenza alla trazione, ogni materiale ha un valore diverso di resistenza alla rottura. Al di sopra di questo valore, il materiale non solo si deforma, ma non può più essere utilizzato. In parole povere, si deteriora e non funziona. Infine, entrambi i parametri hanno applicazioni diverse in campi diversi. 

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