Prova di trazione – Cos’è, a cosa serve e come eseguirla
Introduzione: cos’è la prova di trazione
L’obiettivo di questo articolo è quello di fornire quante più informazioni possibili riguardo la prova di trazione, uno dei test meccanici più utilizzati nell’ambito dell’ingegneria dei materiali e del controllo qualità industriale.
Questa prova consente di determinare le proprietà meccaniche di un materiale, in particolare la resistenza alla trazione, l’allungamento e il modulo di elasticità.
Ma cosa significa esattamente “prova di trazione”? Come viene eseguita e in quali settori trova applicazione? In questo articolo approfondiamo tutto ciò che c’è da sapere su questo test fondamentale, dalla teoria alla pratica.
La prova di trazione è dunque un test meccanico in cui si sottopone un campione di un dato materiale a una forza che aumenta gradualmente, fino a romperlo. Durante il test, la macchina misura lo sforzo applicato (carico) e la deformazione (allungamento) del provino, tracciando così la curva sforzo-deformazione. Questo consente di valutare:
- Resistenza massima alla trazione
- Snervamento
- Modulo di elasticità (Young)
- Allungamento a rottura
- Duttilità e resilienza
Li vedremo nel dettaglio a breve
A cosa serve la prova di trazione
La prova di trazione è fondamentale per:
- Controllo qualità: verifica che i materiali rispondano agli standard normativi.
- Ricerca e sviluppo: aiuta a progettare materiali innovativi con proprietà meccaniche specifiche.
- Certificati: è spesso obbligatoria per ottenere conformità alle normative più diffuse (come ISO, ASTM, UNI).
- Analisi dei guasti: fornisce dati cruciali per indagare problemi o rotture dei componenti meccanici.
- Progettazione di strutture: per un ingegnere, è essenziale trovare i carichi massimi di materiali e componenti, per migliorare così la sicurezza.
Come si esegue una prova di trazione
- Fissaggio del campione nella macchina
Il provino viene montato su una macchina universale per prove meccaniche, dotata di morsetti idraulici o meccanici che lo mantengono saldo durante il test.
- Avvio del test
La macchina inizia ad applicare un carico crescente, in maniera controllata, lungo l’asse verticale del provino. La misurazione della deformazione avviene grazie ad un estensimetro.
- Rilevamento dati
Durante l’intero processo, vengono registrati carico e allungamento. I dati generano la curva sforzo-deformazione, da cui si ricavano i principali valori meccanici.
- Rottura del provino
Il test si conclude con la rottura del materiale. Con i valori raccolti, si realizza un report.
Curva sforzo-deformazione: cosa ci racconta
Dal momento che l’obiettivo di questo articolo è dare più informazioni possibili riguardo la prova di trazione, non si può fare a meno di parlare della parte di graficazione.
La macchina realizza il grafico forza – allungamento (δ – ε), che appare come segue:
La curva risultante dalla prova di trazione offre una vista in tempo reale e completa del comportamento meccanico del materiale. Le zone principali della curva includono:
- OA | Zona elastica: il materiale si deforma ma torna alla forma originale una volta rimosso il carico (una deformazione plastica indica la possibilità di tornare alle dimensioni originali).
- B | Punto di snervamento: inizia la fase plastica, la deformazione diventa permanente (finisce la zona elastica)
- B-E | Tratto plastico senza strizione
- E | Inizio tratto plastico con strizione: l’area iniziale si riduce
- F | Punto di rottura: indica la massima resistenza alla trazione.
Esempio di grafico tipico prova di trazione su metalli
- Ancora una volta, abbiamo la zona elastica, in questo caso tra i punti 0 e 1 (qui vale la legge di Hooke)
- La zona plastica è rappresentata dal tratto tra i punti 1 e 2 (non è più valida la legge di Hooke)
- Lo snervamento, lo troviamo tra i punti 2 e 3 (la caratteristica è un aumento elevato della deformazione, a fronte di un aumento ridotto della forza)
- La fase di incrudimento (tra i punti 3 e 4) è quella in cui si raggiunge la forza massima (generalmente, un materiale viene considerato inutilizzabile quando raggiunge questa zona)
- La rottura avviene sempre nel punto 5
Tipologie di materiali testati
La prova di trazione può essere applicata a una vasta gamma di materiali, tra cui:
- Metalli (acciaio, alluminio, rame, titanio)
- Polimeri e plastiche
- Compositi
- Gomme e elastomeri
- Materiali ceramici (con opportune modifiche, data la loro fragilità)
Normative di riferimento
Normative di riferimento*
Non si può concludere un articolo informativo riguardo la prova di trazione, senza citare almeno alcune delle norme tipiche da rispettare, come:
- ISO 6892-1: prova di trazione su metalli a temperatura ambiente
- ASTM E8 / E8M: prova di trazione su metalli a temperatura ambiente
- ISO 527: test di trazione su materiali plastici
- UNI EN ISO 7500-1: indica come tarare i macchinari
Rispettare queste normative è essenziale per assicurare risultati affidabili, ripetibili e comparabili.
*Si consiglia di approfondire sempre tramite le normative ufficiali.
Strumentazione: le macchine per prove di trazione Easydur
Easydur progetta e realizza macchine per prove di trazione di ogni tipo, ideali per laboratori, aziende e centri R&D. Le nostre soluzioni si distinguono per:
- Alta precisione e ripetibilità
- Controllo elettronico avanzato
- Software intuitivo per analisi dati e reportistica
Compatibilità con estensimetri digitali
Easydur ha la soluzione adatta a ogni esigenza: dai piccoli campioni a quelli più grandi.
Campi di applicazione
Molti settori richiedono la prova di trazione, ecco alcuni esempi:
- Automotive: verifica della resistenza dei componenti strutturali.
- Aerospaziale: analisi dei materiali leggeri ad alte prestazioni.
- Costruzioni: test su acciai per cemento armato e materiali strutturali.
- Medicale: controllo qualità su protesi, suture e dispositivi chirurgici.
- Energia: test di materiali utilizzati in impianti di ogni tipo.
Vantaggi di eseguire prove di trazione internamente
Effettuare internamente la prova di trazione, con macchine come quelle offerte da Easydur, offre numerosi vantaggi:
- Riduzione dei tempi di attesa
- Maggiore controllo sulla qualità
- Flessibilità nei test
- Risparmio economico a lungo termine
- Possibilità di creare i test in base alle esigenze produttive
La prova di trazione è essenziale per valutare le prestazioni meccaniche dei materiali. Che tu sia un progettista, un tecnico o un responsabile qualità, comprendere a fondo questo test è fondamentale per raggiungere livelli di qualità elevati.
Easydur è al tuo fianco con soluzioni tecnologiche all’avanguardia, progettate per offrire prestazioni elevate, risultati affidabili e un supporto tecnico completo.
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Easydur è specializzata nella progettazione e produzione di macchine e accessori per eseguire prove basate su questa, e molte altre norme: non esitare a contattarci per maggiori informazioni, e per esporci la tua necessità di prova.
