Modulo di elasticità: differenze tra le versioni

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{{F|ingegneria|maggio 2009}}

[[File:Compressive and tensile loading of two materials with different Young's moduli.svg|thumb|upright=0.8|Effetti della compressione e della tensione su due materiali con differente modulo di elasticità.]]

Il '''modulo di elasticità''' è una grandezza, caratteristica di un [[materiale]], che esprime il rapporto tra [[tensione (meccanica)|tensione]] e [[deformazione]] nel caso di condizioni di carico monoassiale ed in caso di comportamento del materiale di tipo "[[Elasticità (meccanica)|elastico]]" del materiale. È definito come il rapporto tra lo [[Azione esterna|sforzo applicato]] e la [[deformazione]] che ne deriva.<ref>{{en}} [http://goldbook.iupac.org/M03966.html IUPAC Gold Book, "modulus of elasticity"]</ref> La sua unità di misura nel [[Sistema Internazionale]] è il [[Pascal (unità di misura)|pascal]] (N/m²) o i suoi multipli (GPa per esempio per gli acciai), spesso però si trovano ancora dati espressi nelle vecchie unità del sistema tecnico ([[kgf/cm²]]).

==Tipologia di moduli==

Si hanno tre distinti moduli di elasticità:

* modulo di elasticità longitudinale

* modulo di elasticità tangenziale.

* modulo di comprimibilità

* modulo di elasticità tangenziale.

[[File:Stress Strain Ductile Material.png|thumb|upright=1.3|diagramma[[Curva sforzo-di deformazionetrazione]] di origine sperimentale. La curva di trazione in figura è tipica di un materiale [[duttilità|duttile]]]]

=== Modulo di elasticità longitudinale ===

Il '''modulo di elasticità longitudinale''', detto anche '''modulo di [[rigidezza]] longitudinale''' o in ambiente internazionale '''modulo di [[Thomas Young|Young]]''', è definito come la costante della [[legge di Hooke]]:<ref name=tool>{{en}} [https://www.engineeringtoolbox.com/young-modulus-d_417.html Engineering Toolbox, "Young's Modulus - Tensile and Yield Strength for common Materials"]</ref>

[[File:Stress Strain Ductile Material.png|thumb|upright=1.3|diagramma sforzo- deformazione di un materiale [[duttilità|duttile]]]]

:<math>E = \frac{\sigma}{\epsilonvarepsilon}=\frac{\sigma}{\lambda-1}</math>

Il '''modulo di elasticità longitudinale''' (o '''modulo di [[Thomas Young|Young]]''') è definito a partire dalla [[legge di Hooke]]:

con:

:<math>E = \frac{\sigma}{\epsilon}</math>

* <math>\sigma</math>: tensione. Nel [[Sistema Internazionale]] si esprime in [[mega]][[Pascal (unità di misura)|pascal]].

* ε<math>\varepsilon</math>: [[deformazione,]]: è una grandezza adimensionale, spesso la si esprimeespressa in percentuale. Dimensionalmente:È εdefinito =come Δl/l, cioèla variazione di lunghezza su lunghezza iniziale: <math>\varepsilon=\tfrac{l_f-l_i}{l_i}</math><ref name=tool/>.

*<math>\lambda</math>: fattore di stiro, è una grandezza adimensionale, spesso espressa in percentuale. È definito come la lunghezza finale diviso la lunghezza iniziale: <math>\lambda=l_f/l_i</math>

Se la tensione non è lineare con la deformazione, il valore del modulo risulta un ''[[valore medio]]'' all'interno dell'intervallo di deformazione che ha per estremi lo stato di riposo (deformazione zero) e il valore di deformazione considerato.

con

* σ: sforzo, viene misurato in [[Pascal (unità di misura)|pascal]]. [[Analisi dimensionale|Dimensionalmente]] è σ = F/A, cioè forza su superficie

* ε: deformazione, è una grandezza adimensionale, spesso la si esprime in percentuale. Dimensionalmente: ε = Δl/l, cioè variazione di lunghezza su lunghezza iniziale

Il modulo di Young viene determinato dal [[diagramma sforzotensione-deformazione]], mediante la formula appena vista, nel tratto in cui il materiale subisce una deformazione elastica lineare (ovvero, rimuovendo lo sforzo, il materiale deve essere in grado di ritornare alle dimensioni iniziali). La grandezza inversa al modulo di rigidezza è detta ''modulo di cedevolezza'', indicato convenzionalmente come <math>C</math>.

=== Modulo di comprimibilitàtaglio ===

Il ''[[modulo di taglio]]'' (o di elasticità tangenziale, o di scorrimento) è dato da:<ref>{{en}} [https://www.engineeringtoolbox.com/modulus-rigidity-d_946.html Engineering Toolbox, "Modulus of Rigidity"]</ref>

:<math>G=\frac{\tau}{\gamma}</math>

Il '''[[modulo di comprimibilità]]''' è definito come rapporto tra la pressione idrostatica σ_c e la variazione unitaria di volume Δ V / V₀.

essendo <math>\gamma</math> l'angolo di spostamento rispetto alla posizione a riposo. Il corrispondente modulo di cedevolezza è indicato con la lettera <math>J</math>.

=== Modulo di elasticità tangenziale ===

La relazione che lega <math>E</math> con <math>G</math> è la seguente:

Il '''[[modulo di elasticità tangenziale]]''' (o '''[[modulo di scorrimento|di scorrimento]]''') è dato da:

:<math>G = \frac{\tauE}{2(1+ \overnu \gamma)}</math>

<math>\nu</math> è definito nel prossimo paragrafo come [[coefficiente di Poisson]].

== Le variabili di influenza nei metalli ==

=== Modulo di elasticità tangenzialecompressibilità ===

Nel seguito si analizzeranno alcune variabili importanti nello studio del modulo di elasticità dei [[metallo|materiali metallici]]. In generale qualsiasi azione che vari la distanza di equilibrio fra gli [[atomo|atomi]] o le forze di legame modifica la tangente alla [[curva di Condon Morse]] e quindi il modulo di elasticità.

Il ''[[modulo di compressibilità]]'', o di comprimibilità, è definito da:<ref>{{en}} [https://www.engineeringtoolbox.com/bulk-modulus-elasticity-d_585.html Engineering Toolbox, "Bulk Modulus and Fluid Elasticity"]</ref>

* '''Temperatura''': il modulo di elasticità longitudinale diminuisce al crescere della temperatura.

* '''Composizione chimica''': un elemento inserito in una matrice metallica altera la distanza fra gli atomi e le forze interatomiche, soprattutto se è un [[non metallo]] e quindi forma legami più forti. Nelle [[soluzione (chimica)|soluzioni]] il modulo di Young è quasi lineare, nei sistemi [[eutettico|eutettici]] ha una leggera concavità, in corrispondenza dei composti intermetallici presenta una brusca deviazione di pendenza. Importante è comunque notare che una ristretta variazione della concentrazione del soluto non altera apprezzabilmente il modulo E, che infatti è ritenuto pari a 210 000 N/mm² per tutti gli [[acciaio|acciai]] al [[carbonio]] e basso legati.

:<math>\beta=-\Delta p\frac{V_0}{\Delta V}=\Delta p\frac{\rho}{\Delta\rho}</math>

* '''[[Incrudimento]]''': soprattutto su reticoli non CFC, l'effetto è trascurabile.

* '''Anisotropia cristallina''': la [[trafilatura]] a freddo aumenta i moduli elastici misurati nella direzione di lavorazione.

con:

* '''Trattamenti termici''', ad esempio la [[tempra]], hanno un'influenza trascurabile.

* <math>\Delta p</math>: variazione di pressione.

* <math>-\frac{V_0}{\Delta V}</math>: inverso della variazione unitaria di volume, è un coefficiente adimensionale.

* <math>\frac{\rho}{\Delta\rho}</math>: inverso della variazione unitaria della densità del corpo, è un coefficiente adimensionale.

== Legge di Poisson ==

A seguito di una trazione, un corpo non solo si allunga, ma subisce una variazione di sezione. Se si prende ad esempio una sbarra cilindrica, dove <math>r</math> è il suo raggio, quest'ultimo ha una variazione unitaria che è definita dalla ''legge di [[Siméon-Denis Poisson|Poisson]]'':

:<math>\frac{\Delta r}{r}=-\nu\varepsilon=-\nu\frac{\sigma}{E}</math>

dove <math>\nu</math> è il [[coefficiente di Poisson]].

== Le variabili di influenza nei metalli ==

Nel seguito si analizzeranno alcune variabili importanti nello studio del modulo di elasticità dei [[metallo|materiali metallici]]. In generale qualsiasi azione che vari la distanza di equilibrio fra gli [[atomo|atomi]] o le forze di legame modifica la tangente alla [[curva di Condon -Morse]] e quindi il modulo di elasticità.

* '''Temperatura''': il modulo di elasticità longitudinale diminuisce al crescere della temperatura.

* '''Composizione chimica''': un elemento inserito in una matrice metallica altera la distanza fra gli atomi e le forze interatomiche, soprattutto se è un [[non metallo]] e quindi forma legami più forti. Nelle [[soluzione (chimica)|soluzioni]] il modulo di Young è quasi lineare, nei sistemi [[eutettico|eutettici]] ha una leggera concavità, in corrispondenza dei composti intermetallici presenta una brusca deviazione di pendenza. Importante è comunque notare che una ristretta variazione della concentrazione del soluto non altera apprezzabilmente il modulo E, che infatti è ritenuto pari a 210 &nbsp;000 &nbsp;N/mm²² per tutti gli [[acciaio|acciai]] al [[carbonio]] e basso legati.

* '''[[Incrudimento]]''': soprattutto su reticoli non CFC, l'effetto è trascurabile.

* '''Anisotropia cristallina''': la [[trafilatura]] a freddo aumenta i moduli elastici misurati nella direzione di lavorazione.

* '''Trattamenti termici''', ad esempio la [[tempra]], hanno un'influenza trascurabile.

== Modulo di elasticità longitudinale del calcestruzzo ==

Poiché, dal punto di vista meramente geometrico, il modulo di Young rappresenta la [[Coefficiente angolare|pendenza]] della curva sforzi-deformazioni, il modulo '''E''' del [[calcestruzzo]] non è costante come per l'acciaio, poiché il calcestruzzo segue mediocremente la [[legge di Hooke]].<br />

Inoltre poiché lo scostamento dalla legge di Hooke è maggiore a trazione che a compressione risulta che il modulo E_c a compressione è diverso da quello a trazione E_ct.<br />

Inoltre poiché lo scostamento dalla legge di Hooke è maggiore a trazione che a compressione risulta che il modulo <math>E_c</math> a compressione è diverso da quello a trazione <math>E_{ct}</math>.

Il comportamento del calcestruzzo può essere approssimato dalla legge di Hooke se soggetto a sforzi di compressione di breve durata e di intensità non superiore al 40% della sua resistenza a compressione (se riferita a f<submath>f_{ck}</submath><ref> f_ck è la resistenza a compressione cilindrica caratteristica del calcestruzzo a 28 giorni </ref>, se riferita a R<submath>R_{ck}</submath><ref> R_ck è la resistenza a compressione cubica caratteristica del calcestruzzo a 28 giorni </ref> la percentuale è pari a circa il 30% essendo f<submath>f_{ck</sub>≈0}\approx0,83\ R<sub>R_{ck}</submath>) oppure a sforzi di trazione di intensità non superiore al 70% della sua resistenza a trazione.

=== Parametri che influenzano E ===

Il modulo di elasticità del calcestruzzo è una quantità decisamente variabile in funzione di diversi parametri tecnologici quali:

* la classe di resistenza del calcestruzzo: è conformatoconfermato sperimentalmente che all'aumentare della resistenza del calcestruzzo cresce E ma aumenta la fragilità del conglomerato. La letteratura tecnica riporta diverse formule empiriche che mettono in correlazione il modulo elastico e la resistenza caratteristica;

* le caratteristiche specifiche dei suoi componenti;

* composizione granulometrica;

* il rapporto acqua/cemento: al crescere di a/c diminuisce il valore di E;

* le modalità di posa in opera;

* il grado di [[stagionaturaStagionatura del calcestruzzo|maturazione]].

Pertanto, nell'ambito della stessa struttura, è ben difficile che elementi strutturali differenti, realizzate in momenti diversi e con materiali ovviamente dissimili, presentino uguali caratteristiche elastiche, con l'inevitabile conseguenza di un imprevisto irrigidimento delle zone di migliore qualità.

=== Diagramma σ - ε ===

[[File:Legame costitutivo del calcestruzzo.pngsvg|thumb|upright=1.1|Legame costitutivo di progetto del calcestruzzo]]

Esaminiamo la risposta istantanea del calcestruzzo. Se sottoponiamo un provino di calcestruzzo cilindrico ad una prova rapida di compressione si avrà il seguente andamento: fino a valori della tensione di compressione pari a circa il 40% di quella di rottura f<submath>cf_c</submath> si registra un andamento del diagramma approssimativamente rettilineo<ref> non si ha una sensibile propagazione delle microfessure nella matrice cementizia; il comportamento macroscopico è prossimo a quello elastico</ref>.<br />

Per sforzi di intensità maggiori il diagramma risulta sensibilmente parabolico fino ad un valore della deformazione denominato ε_c1<ref> le microfessure si propagano al crescere del carico, ma la propagazione si arresta giungendo ad un nuovo assetto stabile. Il comportamento macroscopico è sempre più marcatamente non lineare </ref>.

Per sforzi di intensità maggiori il diagramma risulta sensibilmente parabolico fino ad un valore della deformazione denominato ε_c1<ref>le microfessure si propagano al crescere del carico, ma la propagazione si arresta giungendo ad un nuovo assetto stabile. Il comportamento macroscopico è sempre più marcatamente non lineare</ref>. A tale valore corrisponde anche la massima tensione di compressione f<submath>cf_c</submath> che è praticamente il valore della tensione di rottura.<br />

Il cedimento del provino non è però istantaneo, essendo collegato ad un processo di microfessurazione in rapida evoluzione. Segue pertanto un secondo tratto discendente ('''comportamento softening''') dall'andamento curvilineo, limitato dalla deformazione ultima di rottura denominata ε<submath>\varepsilon_{cu}</submath>, cui corrisponde un valore finale della tensione sul provino σ<submath>\sigma_{cu}</submath> alquanto inferiore al valore massimo registrato in precedenza<ref> dall'85% del carico di rottura in su, la propagazione delle microfessure diventa instabile; esse possono estendersi nel tempo, sotto carico costante, portando alla rottura. Per questo motivo la tensione di rottura misurata con prove a breve durata è maggiore di quella che si rileva per carichi di lunga durata</ref>.<br />

All'atto dello scarico la deformazione è solo parzialmente reversibile e la parte irreversibile aumenta con l'aumentare dello sforzo. Se dopo l'applicazione di carichi di breve durata si vuole tener conto di deformazioni irreversibili il valore di E va ridotto del fattore 0,85.<br />

Come si evince la risposta istantanea è difficilmente confinabile nell'ambito della teoria di elasticità lineare, in quanto il materiale presenta spiccate caratteristiche di non linearità e di [[Plasticità (fisica)|plasticità]] sin dai livelli più bassi di cimento.<br />

All'atto dello scarico la deformazione è solo parzialmente reversibile e la parte irreversibile aumenta con l'aumentare dello sforzo. Se dopo l'applicazione di carichi di breve durata si vuole tener conto di deformazioni irreversibili il valore di E va ridotto del fattore 0,85.<br />

Si verifica inoltre che già per bassi valori di sforzo, le deformazioni sono tanto più elevate quanto più lenta è la velocità di carico e quanto più lunga è la durata della sua applicazione. Pertanto le considerazioni riguardanti la risposta istantanea di un calcestruzzo diventano più marcate per effetto di carichi che permangono per lunghi periodi a seguito della comparsa di deformazioni differite nel tempo ([[Scorrimento viscoso (calcestruzzo)|fluage]]+ [[Ritiro del calcestruzzo|ritiro]]), le quali, si sommano a quelle immediate.

Come si evince la risposta istantanea è difficilmente confinabile nell'ambito della teoria di elasticità lineare, in quanto il materiale presenta spiccate caratteristiche di non linearità e di [[Plasticità (fisica)|plasticità]] sin dai livelli più bassi di cimento. Si verifica inoltre che già per bassi valori di sforzo, le deformazioni sono tanto più elevate quanto più lenta è la velocità di carico e quanto più lunga è la durata della sua applicazione. Pertanto le considerazioni riguardanti la risposta istantanea di un calcestruzzo diventano più marcate per effetto di carichi che permangono per lunghi periodi a seguito della comparsa di deformazioni differite nel tempo ([[Scorrimento viscoso (calcestruzzo)|fluage]]+ [[Ritiro del calcestruzzo|ritiro]]), le quali, si sommano a quelle immediate.

=== Effetti sulle previsioni di calcolo ===

La variabilità dei moduli elastici, la non linearità meccanica, l'effetto della [[viscosità]] interessano l'intera struttura in [[calcestruzzo armato]] in maniera generalmente non uniforme, pertanto questi parametri diventano responsabili di modificazioni nello stato di cimento rispetto alle previsioni di calcolo, a causa del cumularsi di deformazioni permanenti e di stati di [[coazione]] generalmente non previsti nel calcolo.

=== Variazioni del tempo ===

Secondo l'[[Eurocodice]] 2 la variazione del modulo di elasticità nel tempo si può stimare con la relazione:

:E<submath>E_{cm</sub>}(t) = \left[f_{\frac{f_{cm}}(t)/f_{}{f_{cm}}}\right]^{^{0,3}} E<sub>E_{cm}</submath>

con

* E<submath>E_{cm</sub>}(t)</math> e f<submath>f_{cm</sub>}(t)</math> sono i valori del modulo secante e della resistenza media del calcestruzzo all'età ''<math>t''</math>

* E<submath>E_{cm}</submath> e f<submath>f_{cm}</submath> sono i valori del modulo secante e della resistenza media del calcestruzzo a 28 giorni

=== Modulo tangente e modulo secante ===

Come già visto, dal punto di vista meramente geometrico il modulo di Young rappresenta la [[Coefficiente angolare|pendenza]] della curva sforzi-deformazioni e nel caso del calcestruzzo, che non ha un comportamento elastico-lineare (come accade nell'[[acciaio]]), è variabile da punto a punto della curva.<br />

Praticamente per rappresentare le proprietà elastiche del calcestruzzo, si fa riferimento a due valori del modulo di Young:

* modulo elastico istantaneo tangente E<submath>cE_c</submath>, all'origine della curva curva σ <math>\sigma- ε\varepsilon</math>. Tale valore ben rappresenta il comportamento elastico del calcestruzzo a compressione per bassi valori di tensione (prossimi allo zero). Per i campi di lavoro ordinari tale valore risulta poco significativo, perché (troppo elevato), poiché la curva presenta una marcata diminuzione di pendenza al crescere del valore della tensioni;

* modulo elastico istantaneo secante E<submath>E_{cm}</submath>, che corrisponde alla pendenza della secante passante per l'origine e per il punto di ordinata 0,4 f_c≈ 0,33 R_c. Tale valore ben rappresenta il comportamento elastico del calcestruzzo nel campo di lavoro ordinario: E_cm = σ_1/3/ε_1/3 dove ε_1/3 è la deformazione unitaria che corrisponde all’applicazioneall'applicazione di uno sforzo (σ_1/3) pari ad 1/3 della [[resistenza meccanica]] a compressione (R_c).

Si ritiene che il modulo tangente all'origine sia maggiore di circa il 10% del valore del secante.

Line 89 ⟶ 116:

Benché, a causa della non linearità meccanica del calcestruzzo e dell'insorgere sotto carico delle deformazioni viscose ([[fluage]]), il modulo di elasticità E si può considerare costante solo per bassi livelli di sforzo e per brevi durate del carico, i valori istantanei (tangente o secante) di E vengono utilizzati per effettuare l'analisi lineare di strutture staticamente indeterminate finalizzata al calcolo delle sollecitazioni interne alla struttura.

Questa non è l'unica ipotesi semplificativa infatti nell'analisi lineare si considera anche il materiale interamente reagente, [[isotropia|isotropo]] e [[omogeneitàOmogeneità ed eterogeneità|omogeneo]].

Se si adotta per il calcolo delle sollecitazioni un'analisi non lineare fino allo [[stato limite]] ultimo è necessaria la conoscenza completa della curva sforzo - deformazione ( E variabile).

Convenzionalmente, nel metodo degli stati limite, al fine di valutare la resistenza ultima di una struttura, si usa un'analisi lineare per determinare le caratteristiche della sollecitazione indotte dai carichi e si tiene conto della reale non linearità della legge costitutiva del materiale solo nella fase finale di verifica delle sezioni.

Line 101 ⟶ 128:

Le relazioni sperimentali per la determinazione del modulo di Young a compressione del calcestruzzo sono del tipo:

:<math>E=a. \cdot R^{b}</math>

dove il valore della costante a dipende dalle unità di misura adottate, da come è misurata la resistenza meccanica a compressione R (Rc per provini cubici o fc per quelli cilindrici) ed E (modulo elastico tangenziale iniziale o modulo elastico secante).<br />

Tra queste la normativa, in mancanza di misure dirette per E, propone le seguenti formule:

* D.M. 9 gennaio [[1996]]: fa riferimento al valore tangente all'origine: <math>E_{c}=5700*\cdot\sqrt[]{R_{ck}}</math> (N/mm²²);

* D.M. 17 gennaio 2018 e D.M. 14 gennaio 2008: fa riferimento al modulo secante tra la tensione nulla e 0,40 f_cm<ref> f_cm è il valore medio della resistenza cilindrica e vale f_cm = f_ck + 8 </ref>:<math>E_{cm}=22000*\cdot(f_{cm}/10)^{0{,}3}</math> (N/mm²²)

* Eurocodice 2: fa riferimento al valore medio del modulo secante tra la tensione nulla e 0,40 f_c: <math>E_{cm}=9{,}5*\cdot\sqrt[]{(f_{ck}+8)}</math> (N/mm²²)

Queste formule non sono applicabili a calcestruzzi [[indurimento a vapore|stagionati a vapore]], in quanto, in questo caso, il calcestruzzo ha maggiore deformabilità e quindi un modulo elastico di molto inferiore.

Qualora si voglia conoscere con maggiore precisione il valore del modulo elastico occorre richiedere la sua misura mediante apposita prova ([[Ente nazionale italiano di unificazione|UNI]] 6556).

=== Modulo E dinamico ===

==== Geotecnica ====

Il valore di E (ma anche quello del [[modulo di Poisson]] e il modulo di taglio G) può essere determinato mediante la misurazione della velocità di propagazione delle [[onde sismiche#Onde naturali|onde elastiche tipo P e S]] attraverso una prova sonica in campo. <br />

* E_din = ρ Vs²² (3Vp²² – 4Vs²²) / (Vp²² – Vs²²)

dove:

* Vs velocità delle onde elastiche S

* Vp velocità delle onde elastiche P.

* ρ [[densità]] in Kgkg/m³³

ρ = p/g dove p è il specifico e g la costante di accelerazione gravitazionale

I moduli E dinamici, sono spesso più elevati di quelli statici.<br />

Il modulo E dinamico non può quindi essere impiegato tal quale per i calcoli delle deformazioni nell'ambito geotecnico però esistono relazioni sperimentali che permettono di ottenere E_stat da E_din come quella di Heerden:

* E_stat = 0,075E_din^1,56

Di regola E_din ≅ 2 E_stat<br />

Le prove dinamiche hanno il vantaggio che le onde elastiche attraversano il terreno senza causare il suo rimaneggiamento come accade invece nel quando si prelevano campioni di terreno da utilizzare per le prove statiche in laboratorio.<br />

Line 130 ⟶ 157:

==== Calcestruzzo ====

Il valore di E del calcestruzzo può essere determinato mediante ununa [[prova ultrasonica]] o una prova dinamica, in laboratorio. <brTuttavia, />sussistono differenze a seconda che si usi l'uno o l'altro metodo.

La prova con ultrasuoni consiste nella misura del tempo di volo di un segnale acustico, tra due sonde opposte (metodo diretto) collocate ad una certa distanza d, si valuta la velocità di volo e si calcola il modulo elastico dinamico dalla seguente espressione:

La norma UNI 9771 descrive la procedura per la determinazione del modulo E che in questo caso viene indicato come E dinamico = E_din.<br />

Ad un provino cilindrico di calcestruzzo vvengono applicate onde ultrasoniche che lo pongono in vibrazione, il valore di E_din viene calcolato dalla seguente relazione:

Ed= ρV^2 * (1+v) (1-2v)/(1-v)

* E_din = 4h²f²ρC₁

* ρ è la [[densità]] del calcestruzzo in Kg/m³

**V è la velocità calcolata

** ν = modulo di Poisson

La norma UNI 9771 descrive la procedura per la determinazione del modulo E che in questo caso viene indicato come E dinamico = E_din.<br />mediante prova dinamica.

Ad unUn provino cilindrico di calcestruzzo, vvengonoposto applicatein uno specifico supporto, è sottoposto ad una prova dinamica assiale, sollecitandolo mediante un ondeimpulso ultrasonichemeccanico che lo pongonopone in vibrazione, il valore di E_din viene calcolato dalla seguente relazione:

* E_din = 4h²²f²²ρC₁

dove:

* h è l'altezza del provino in &nbsp;m;

* f è la [[frequenza]] di risonanazarisonanza estensionale in [[hertz]]

* ρ è la [[densità]] del calcestruzzo in Kg/m³³

* C₁ = 1 + (π²²ν²²J/(Ah²²) è un fattore di correzione

** A = area della sezione trasversale del provino

** J = momento d'inerzia della sezione trasversale

** ν = modulo di Poisson

Poiché le prove avvengono con una rapidissima variazione di tensione, quindi con un'elevata [[frequenza]] di oscillazione

il livello della tensione non può svilupparsi nell'intero provino, per cui la deformazione risulta minore e il modulo E diviene apparentemente più grande.<br />

Il modulo E dinamico non può quindi essere impiegato tal quale per i calcoli delle deformazioni nelle costruzioni in calcestruzzo armato.<br />

Line 148 ⟶ 184:

: <math>E_{0} = \frac{E_{din}}{1,062}</math>

E_din risulta utile quando si utilizzano prove non distruttive per la verifica delle caratteristiche del calcestruzzo in opera quali [[Sonreb]], [[Cross-hole]], [[provaProva ultrasonica (calcestruzzo)per calcestruzzi|prove ultrasoniche in situ]], ecc.

Tali prove sono descritte anche al p.topunto 12.5 delle ''Linee guida per la messa in opera del calcestruzzo strutturale e per la valutazione delle caratteristiche meccaniche del calcestruzzo indurito mediante prove non distruttive'', pubblicate dal Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici - Servizio Tecnico Centrale.

=== Normativa ===

* UNI 6556:1976 - Prove sui calcestruzzi. Determinazione del modulo elastico secante a compressione

* UNI 9771 – Calcestruzzo indurito. Determinazione della frequenza fondamentale di risonanza flessionale, estensionale e torsionale

* ISO 6784 – International Standard – Concrete &nbsp;– Determination of static modulus of elasticity in compression.

== Note ==

Line 164 ⟶ 200:

* [[Prova di trazione]]

* [[Modulo di Poisson]]

==Altri progetti==

{{interprogetto|preposizione=sul|wikt=modulo di elasticità}}

==Collegamenti esterni==

* {{Collegamenti esterni}}

* [http://www.mater.unimib.it/utenti/benedek/FISICA%20DEI%20MATERIALI%20I/Dispensa-Modulo-M3%5B2%5D.pdf Elementi di meccanica dei solidi]

* {{cita web | 1 = http://www.mater.unimib.it/utenti/benedek/FISICA%20DEI%20MATERIALI%20I/Dispensa-Modulo-M3%5B2%5D.pdf | 2 = Elementi di meccanica dei solidi | accesso = 28 novembre 2013 | urlarchivio = https://web.archive.org/web/20131203071656/http://www.mater.unimib.it/utenti/benedek/FISICA%20DEI%20MATERIALI%20I/Dispensa-Modulo-M3%5B2%5D.pdf | dataarchivio = 3 dicembre 2013 | urlmorto = sì }}

{{Controllo di autorità}}

{{Portale|fisica|ingegneria|materiali}}

Line 174 ⟶ 215:

[[Categoria:Analisi strutturale]]

[[Categoria:Proprietà meccaniche]]

[[Categoria:Elasticità]]