Resilienza (ingegneria): differenze tra le versioni

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

In [[ingegneria]], la '''resilienza''' è la capacità di un [[materiale]] di assorbire energia di deformazione elastica<ref>{{Cita libro|autore = G. Scarinci, E. Bernardo|titolo = Introduzione ai materiali polimerici per Ingegneria dei materiali|anno = 2006|editore = Libreria Progetto (Padova)|città = }}</ref>.

{{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>

Non va confusa con la [[tenacità]], che è invece la capacità di un materiale di assorbire energia dall'inizio della deformazione fino alla rottura (che, dunque, misura solo la quota di energia di deformazione plastica).

La resilienza non va confusa con la [[tenacità]], che è l'energia assorbita da un corpo prima della rottura.

La resilienza è una proprietà meccanica.

== Modulo di resilienza ==

== Resilienza e diagramma sforzo-deformazione ==

[[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]]

{{C|Il grafico deve essere modificato (vedi discussione)|ingegneria|novembre 2011}}

[[File:Brittle v ductile stress-strain behaviour.png|thumb|upright=1.4|L'area sottesa alla parte elastica della [[diagramma sforzo-deformazione|curva sforzo-deformazione]] rappresenta il modulo di resilienza del materiale.

La distinzione tra materiali duttili e fragili qui rappresentata è però propria del concetto di [[tenacità]] (che comprende anche la deformazione prima della rottura) e [[duttilità]], non di quello di resilienza.

]]

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 sforzo-deformazione ottenuto da una [[prova di trazione|prova statica di trazione]] e che questa definizione coincide con quella che in letteratura tecnica inglese viene data per il ''modulus of resilience''.

=== Tipologie di rottura ===

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

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.

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.

== Tipologie di rottura ==

[[File:Resilienza.svg|link=http://it.wikipedia.org/wiki/File:Resilienza.svg|thumb|

Resilienza di diversi materiali al variare della temperatura

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

]]

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

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

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

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

In particolare esiste un intervallo di temperatura, detto ''zona di transizione'', in cui si ha un abbassamento improvviso della tenacità di un materiale.

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.

La resilienza è usata anche per stabilire l'intervallo di temperature in cui avviene il passaggio da comportamento duttile a comportamento fragile ([[transizione duttile-fragile]]) e pertanto il valore minimo della temperatura (temperatura di transizione) per la quale il materiale può essere utilizzato restando duttile.

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.

La temperatura di transizione oltre la quale la frattura da fragile diventa duttile non è una caratteristica intrinseca del materiale.

Per convenzione si definisce '''temperatura di transizione duttile-fragile''' quel valore di temperatura in corrispondenza della quale la superficie di frattura si presenta per il 50% fragile.

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]]

* [[Urto]]

* [[Resistenza meccanica]]

* [[Tenacità]]

* [[Urto]]

== Altri progetti ==

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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]]

[[hu:Reziliencia]]

[[simple:Resilience]]

[[sr:Резилијенција]]