Cos’è la curva stress-strain

La curva stress-strain, o curva sforzo-deformazione, è un grafico utilizzato per rappresentare il comportamento di un materiale quando viene sottoposto a una sollecitazione. In pratica, si tratta di un grafico che descrive la relazione tra lo sforzo, ovvero la forza applicata su una superficie unitaria, e la deformazione, ovvero la variazione di forma che il materiale subisce sotto l’effetto dello sforzo.

La curva stress-strain viene ottenuta mediante dei test di trazione, durante i quali viene applicata una forza a un campione di materiale fino a farlo rompere. Durante il test, si misura lo sforzo e la deformazione del campione e si costruisce la curva stress-strain.

Esempio di curva stress-strain

La curva stress-strain di un materiale può avere diverse forme, a seconda delle proprietà del materiale stesso. Ad esempio, un materiale fragile come il vetro avrà una curva stress-strain caratterizzata da un tratto quasi lineare che poi termina bruscamente con la rottura del materiale. Al contrario, un materiale duttile come l’acciaio avrà una curva stress-strain caratterizzata da un tratto elastico, in cui la deformazione è reversibile, e un tratto plastico, in cui la deformazione è irreversibile.

In generale, la curva stress-strain ha la forma di una curva a S, con un tratto elastico iniziale, un punto di snervamento, che indica il passaggio dal tratto elastico a quello plastico, e un tratto plastico finale, che termina con la rottura del materiale.

Interpretazione della curva stress-strain

La curva stress-strain fornisce informazioni sulle proprietà meccaniche del materiale in esame. In particolare, il tratto elastico della curva fornisce informazioni sulla rigidità del materiale, ovvero la capacità del materiale di resistere a una deformazione elastica. Il punto di snervamento indica la massima sollecitazione che il materiale può sopportare senza subire una deformazione permanente. Il tratto plastico indica la capacità del materiale di sopportare una deformazione permanente prima della rottura.

Oltre alle proprietà meccaniche, la curva stress-strain può fornire informazioni sulle proprietà fisiche del materiale, come la temperatura di transizione duttile-fragile e la resistenza alla corrosione.

Applicazioni della curva stress-strain

La curva stress-strain è utilizzata in molti campi dell’ingegneria, come la progettazione di strutture, la scelta dei materiali e la valutazione della sicurezza dei materiali e delle strutture. Ad esempio, la curva stress-strain può essere utilizzata per calcolare i carichi ammissibili per una determinata struttura, per valutare la resistenza di un materiale o per valutare la sicurezza di un prodotto.

Inoltre, la curva stress-strain può essere utilizzata per la caratterizzazione dei materiali, ovvero per la determinazione delle proprietà meccaniche dei materiali, e per la scelta dei materiali più adatti per una determinata applicazione. Ad esempio, la curva stress-strain può essere utilizzata per valutare la resistenza di un materiale alla fatica o per valutare la resistenza di un materiale alle sollecitazioni termiche.