Resilienza (ingegneria): differenze tra le versioni

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{{FC|confonde resilienza e tenacità|ingegneria|gennaiomaggio 20122023}}

La '''resilienza''' è una proprietà meccanica. In [[ingegneria]], essa è definita come la capacità di un [[materiale]] di resistere a forze dinamiche, ovvero ad urti,<ref>[http://www.istitutopesenti.gov.it/dipartimenti/meccanica/tecnologia/prove%20meccaniche.pdf Prove meccaniche]</ref> fino a rottura, assorbendo energia con deformazioni elastiche e plastiche.

{{F|ingegneria|gennaio 2012}}La '''resilienza''' è una proprietà meccanica, definita come l'energia assorbita da un corpo in conseguenza delle deformazioni elastiche.<ref>{{Cita libro|autore=Massimo Guglielmi|titolo=Dispense delle lezioni di Fondamenti di Scienza dei Materiali|anno=2009|editore=Edizioni Libreria Progetto Padova|città=Padova|pp=112-115}}</ref>

Nella pratica degli esami di laboratorio la resilienza viene valutata tramite la [[Pendolo di Charpy|prova di Charpy]], o, più raramente, tramite la [[Prova d'urto di Izod|prova di Izod]], misurando l'energia necessaria a rompere, in un sol colpo, il provino del materiale in esame. I risultati di queste prove sono dipendenti dalle dimensioni del provino utilizzato ed hanno solo valore comparativo.

La resilienza non va confusa con la [[tenacità]], che è invecel'energia laassorbita capacità dida un materialecorpo sottoposto ad uno sforzo statico di assorbire energia dall'inizioprima della deformazione fino alla rottura come nella [[prova di trazione]].

Questa definizione di resilienza coincide con quella che in letteratura tecnica inglese viene chiamata "impact toughness" or "impact strength".

== Modulo di resilienza ==

[[File:Brittle v ductile stress-strain behaviour.png|thumb|Paragone tra due materiali, uno duttile (blu) e l'altro fragile (rosso), dove è possibile notare la maggiore quantità di lavoro (area sotto la curva) assorbita della curva del materiale duttile rispetto a quello fragile e quindi alla maggiore resilienza rispetto a quest'ultimo]]

L'area sottesa al tratto di [[diagramma sforzo-deformazione|curva sforzo-deformazione]], ottenuta da una prova di trazione del materiale, è l'energia per unità di volume ''<math>U''</math>, (espressa in [[Pascal (unità di misura)|pascal]] <math>Pa = \left[J/m<sup>^3\right]</supmath>) richiesta per deformare a trazione un campione di materiale fino a un valore di deformazione ε<math>\varepsilon</math>:

:<math>{U} = \int_{0}^{\varepsilon_y} \sigma(\varepsilon)\, d\varepsilon </math>

Se vale la [[legge di Hooke]], la parte di area al di sotto del tratto elastico della curva è triangolare (andamento elastico-lineare). In questo modo, svolgendo l'integrale precedente per il tratto lineare, si può definire il '''modulo di resilienza''' '''E<submath>RE_R</submath>''':

:<math>E_R = \frac{\sigma_y^2}{2E}=\frac{1}{2} \sigma_y \varepsilon_y</math>

indicando con <math>E</math> il [[modulo di Young]], con <math>\sigma_y</math> il valore dello sforzo allo snervamento e con <math>\varepsilon_y</math> la corrispondente deformazione elastica.

Dalla suddetta relazione risulta che un materiale è più resiliente al crescere della [[tensione di snervamento]] e al decrescere del [[modulo di Young]] ''E''.

Da notare che il ''modulo di resilienza'' è definito tramite un diagramma (quello sforzo-deformazione) ottenuto da una [[prova staticadi ([[trazione|prova statica di trazione]]). Vedie ancheche [[tenacità]]questa definizione coincide con quella che in letteratura tecnica inglese viene data per il ''modulus of resilience''.

=== Tipologie di rottura ===

Questa definizione di ''modulo di resilienza'' coincide con quella che in letteratura tecnica inglese viene chiamato "modulus of resilience".

Il reciproco del modulo di resilienza è l<nowiki>{{'</nowiki>}}'''indice di fragilità'''.

== Tipologie di rottura ==

Il reciproco del modulo di resilienza è l<nowiki>'</nowiki>'''indice di fragilità'''.

I materiali che presentano bassa resilienza sono detti "fragili".

Le ''rotture duttili'' sono rotture che avvengono con deformazione del materiale. Nei metalli le superfici in corrispondenza di tali rotture hanno aspetto fibroso e lucentezza setacea.

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Le ''rotture fragili'' sono rotture che avvengono per decoesione del materiale senza essere precedute da deformazioni. Nei metalli le superfici in corrispondenza di tali rotture hanno aspetto granulare e lucentezza cristallina.

== Resilienza e temperatura ==

[[File:Resilienza.svg|thumb|

Resilienza di diversi materiali al variare della temperatura. Alla destra di ogni curva si ha una rottura duttile, mentre alla sinistra delle relative curve si ha una rottura fragile.

Legenda:

E: Joule

E: Energia (J)

T: Temperatura (°C)

N: Nikel e leghe FCC

A.Dur.: Acciaio duro

A.dol.: Acciaio dolce

A.Exdol: Acciaio extradolce

<br />

]]

Alla destra di ogni curva si ha una rottura duttile, mentre alla sinistra delle relative curve si ha una rottura fragile]]

La tenacità è importante nello studio dei materiali a bassa [[temperatura]].

In genere un materiale diventa più fragile al diminuire della temperatura, cioè l'energia necessaria a romperlo diminuisce con la temperatura.

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I metalli con [[reticolo cubico a corpo centrato]] diventano fragili alle basse temperature, mentre quelli con [[reticolo cubico a facce centrate]] rimangono duttili anche alle basse temperature.

== Resilienza da impatto ==

Nell'ambito dell'[[ingegneria dei materiali]], esiste una grandezza nota come '''resilienza da impatto''', che in letteratura tecnica inglese viene chiamata ''impact toughness'' o ''impact strength''. Essa viene misurata come la capacità di un [[materiale]] di resistere a forze dinamiche, ovvero ad urti, fino a rottura, assorbendo energia con [[deformazioni elastiche e plastiche]].<ref>{{Cita web |url=http://www.istitutopesenti.gov.it/dipartimenti/meccanica/tecnologia/prove%20meccaniche.pdf |titolo=Prove meccaniche |accesso=6 agosto 2016 |dataarchivio=17 agosto 2016 |urlarchivio=https://web.archive.org/web/20160817123701/http://www.istitutopesenti.gov.it/dipartimenti/meccanica/tecnologia/prove%20meccaniche.pdf |urlmorto=sì }}</ref> Nella pratica degli esami di laboratorio la resilienza viene valutata tramite la [[Pendolo di Charpy|prova di Charpy]], o, più raramente, tramite la [[Prova d'urto di Izod|prova di Izod]], misurando l'energia necessaria a rompere, in un sol colpo, il provino del materiale in esame. I risultati di queste prove sono dipendenti dalle dimensioni del provino utilizzato ed hanno solo valore comparativo.

==Note==

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== Voci correlate ==

* [[Pendolo di Charpy]]

* [[Prova di resilienzad'urto di Izod]]

* [[Resistenza meccanica]]

* [[Tenacità]]

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==Collegamenti esterni==

*[http://www.labttrg.altervista.org/alterpages/files/4Resilienza.pdf Resilienza e tenacità]

*[https://web.archive.org/web/20160822044354/http://www.afs.enea.it/project/oldprojects/protosphera/Proto-Sphera_Full_Documents/PROTO-SPHERA_CATIA/Prova_Modulo/Prop_Mecc_C9DA2d01.pdf Caratteristiche dei materiali]

{{Portale|ingegneria|materiali|meccanica}}

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[[Categoria:Proprietà meccaniche]]

[[Categoria:Proprietà dei materiali metallici]]

[[Categoria:Elasticità (meccanica)]]

[[hu:Reziliencia]]

[[simple:Resilience]]

[[sr:Резилијенција]]