Le sollecitazioni di trazione e di compressione
Oggi parleremo delle sollecitazioni di trazione e di compressione in prossimità della fibra neutra. Ovviamente, si tratta sempre di sollecitazioni di tipo elastico.
In particolare, dopo la sollecitazione, in genere la lamiera è soggetta al fenomeno del ritorno elastico, calcolato sulla base di diversi parametri.
I parametri coinvolti, nello specifico, sono:
- il limite di snervamento del materiale,
- la velocità di deformazione,
- il tipo di piegatura (che può essere a seconda dei casi libera oppure in stampo),
- lo spessore della lamiera,
- il raggio di piegatura.
Il ritorno elastico
Ciò che andremo a spiegare brevemente in questo paragrafo fa riferimento alla più generale “teoria della plasticità“, aggiornata secondo gli studi più recenti con il nome di “teoria incrementale della plasticità” oppure nota come “flow theory“.
Questa teoria si poggia fondamentalmente sulle varie relazioni costitutive scritte in termini di incrementi infinitesimi. Queste relazioni coinvolgono in diversa misura le tensioni, le deformazioni e gli spostamenti.
All’interno di questo complesso insieme di teorie, viene elaborato un modello elasto-plastico, il quale presenta tre diverse “dinamiche comportamentali”, ovvero la fase elastica, la fase plastica e, infine, il ritorno elastico. Tutte queste tre tipologie di comportamenti sono misurabili attraverso apposite formule.
Il modello elasto-plastico
Il modello qui descritto, tuttavia, non prevede una soglia delle deformazioni possibili e in tal modo non limita i valori delle deformazioni plastiche.
In questo modello teorico, tra l’altro, si considera, proprio come avviene per le deformazioni elastiche, che le deformazioni plastiche abbiano effetto immediato.
Pertanto, quest’ultime deformazioni sono prive di qualsivoglia fenomeno viscoso di ritardo. Questi fenomeni dovrebbero comprendere le deformazioni plastiche stesse e le azioni che le hanno determinate.
Nel linguaggio scientifico internazionale questa mancanza di correlazione viene indicata con l’espressione in inglese “rate independent plasticity”.
Se si rimuove questo tipo d’ipotesi, d’altro canto, ci si deve riferire ai modelli visco-plastici e parlare perciò di “rate dependent plasticity”.
Il limite di snervamento del materiale
La tensione di snervamento di un materiale duttile indica il valore della tensione durante la quale il materiale avvia un processo di deformazione plastica.
In caso di tensione pluri-assiale, la tensione di snervamento fa riferimento alla combinazione delle componenti di tensione che provocano la condizione di snervamento.
A tal proposito, infatti, è bene specificare che gli infiniti punti di snervamento tracciano un’apposita superficie, comunemente definita “superficie di snervamento”.
Perché è importante conoscere il limite di snervamento?
La conoscenza della tensione di snervamento è fondamentale in fase di progettazione di un qualsiasi componente o manufatto, poiché esso marca di fatto il limite massimo del carico che questo oggetto può sopportare.
Questo dato, infine, si rivela utilissimo anche in correlazione a diversi processi produttivi come la forgiatura, la laminazione e lo stampaggio.
Approfondisci la piegatura dei metalli o le diverse tipologie di macchine piegatrici.
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