PROVE DI DINAMICA DELLA FRATTURA

Gli elementi strutturali sono, non di rado, soggetti a rotture improvvise per sollecitazioni statiche inferiori alla tensione di rottura del materiale, senza che si verifichino deformazioni macroscopiche apprezzabili. In molti casi la rottura inizia da una discontinuità (o difetto) del materiale, anche di piccole dimensioni, avente raggio di curvatura nullo alle estremità (cricca) che, a certe condizioni, si propaga a velocità elevata. I difetti sono quelli tipici derivanti dai processi di produzione dei manufatti metallici: porosità, inclusioni, segregazioni che sono sempre presenti nei componenti meccanici.

Per questo motivo riveste un’importanza fondamentale la tenacità del materiale, che viene definita in modo generale come la capacità del materiale di assorbire energia durante la frattura

 

Il Laboratorio della Quality Control Group – Medolago è in grado di effettuare le seguenti prove di dinamica della frattura finalizzate a verificare la capacità del materiale di assorbire energia durante la frattura di una struttura contenente un difetto (cricca):

 

J integrale – relazione generale del rilascio di energia dovuta alla propagazione della cricca

dA/dN – tasso di crescita della cricca da fatica

KIc Fattore critico di intensificazione dello sforzo – materiali puramente elastici

CTOD (Crack Tip Opening Displacement) – materiali elasto-plastici. Modalità di apertura del vertice della cricca

 

Il CTOD è definita come l’apertura dell’apice della cricca (in mm) che si smussa e si arrotonda a causa della deformazione plastica all’apice in seguito all’applicazione di una forza di trazione imposta.

Tale arrotondamento (blunting) è significativo per i materiali più tenaci. Il livello di arrotondamento è proporzionale alla tenacità del materiale. Più è ampio e maggiore sarà la tenacità.

Il CTOD critico è quel valore di apertura della cricca in corrispondenza del quale inizia la fase di crescita.

 

Per la determinazione del CTOD si fa riferimento principalmente alle norme BS 7448-1 e ISO 12135. La procedura è inoltre descritta anche nella norma ASTM E1820.

Per La determinazione del KIc si fa riferimento principalmente alla norma ASTM E399.