caratteristiche dei materiali, parametri principali con cui distinguerli, unità di misura

1. DESIGN & ENGINEERING 1

2. SPECIFICHE TECNICHE
- Densità (g/cm3
)
- Modulo Elastico (GPa)
- Allungamento a rottura (%)
- Tenacità a frattura (Mpa*m1/2
)
- Durezza (HV)
- Limite elastico (MPa)
- Temperature di servizio (°C)
- Calore specifico (J/kg*K)
- Conducibilità termica (W/m*K)
- Espanzione termica (10-6
/K)
Materiali per il design – Ashby, Johnson

3. Densità (g/cm3)
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La densità di un corpo è definita
come il rapporto tra la massa del
corpo ed il volume del medesimo
corpo.
Se m è la massa e V il volume si
ha dunque:
Ρ = m / V

4. Modulo Elastico o di Young (GPa)
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Il modulo di elasticità è una grandezza caratteristica di un
materiale che esprime il rapporto tra tensione e deformazione
nel caso di condizioni di carico monoassiale ed in caso di
comportamento del materiale di tipo elastico.
• E: modulo di Young
• σ: sforzo, viene misurato in pascal.
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
E = σ/ ε

5. Modulo Elastico o di Young (GPa)
http://www.youtube.com/watch?v=c_u0VnEmmtU
Prove di trazione

6. MATEOD
Modulo Elastico o di Young (GPa)

7. MATEOD
Rigidità (GPa)
Aumentando E aumenta la
«pendenza» del grafico. Il
materiale 3 è più RIGIDO del
materiale 1
La rigidità di un materiale è
correlata alla sua capacità di
subire deformazioni in
campo
elastico. E descrive la rigidità
di un materiale.

8. MATEOD
Resistenza (elastoplastici)
Il materiale 3 è più RESISTENTE del
materiale 1
Tutti i materiali sono elasto-
plastici
La resistenza di un materiale è
legata alla sua capacità di
sopportare forze applicate
senza rompersi e senza
deformarsi in modo permanente.
snϬ misura la resistenza massima
del materiale elastoplastico

9. MATEOD
Resistenza (elastici)
Il materiale 3 è più RESISTENTE del
materiale 1
Tutti i materiali sono elastici
La resistenza di un materiale è
legata alla sua capacità di
sopportare forze applicate
senza rompersi e senza
deformarsi in modo
permanente.
rϬ misura la resistenza massima
del materiale elastico

10. Duttilità
La duttilità è una proprietà fisica
della materia che indica la capacità
di un corpo o di un materiale di
deformarsi plasticamente sotto
carico prima di giungere a rottura,
cioè la capacità di sopportare
deformazioni plastiche. Un corpo è
tanto più duttile quanto maggiore
è la deformazione raggiunta prima
della rottura.
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11. Allungamento a rottura (%)
É la misurazione della lunghezza
raggiunta dal provino al
momento della rottura

12. Tenacità
La tenacità di un materiale ne
indica la capacità di assorbire
energia, spendendola nella sua
deformazione. Nel grafico è
visualizzata dall'area sottesa alla
curva. La scarsa tenacità di un
materiale può portare ad una
rottura di tipo fragile.
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13. E’ la proprietà che
definisce la resistenza che
un materiale oppone ad
essere penetrato, calcolata
mediante prove statiche,
che si basano sulla misura
dell’impronta lasciata sulla
superficie del saggio o
provetta da un penetratore
adeguatamente caricato
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Durezza (HV)

14. Limite elastico (MPa)
Il limite elastico è il più
basso valore della tensione
in corrispondenza del
quale le deformazione
permanenti possono
essere misurate.
Prova trazione: curva tensione-deformazione
1: Vero limite elastico
2: Limite di proporzionalità
3: Limite elastico
4: Punto di snervamento
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15. Temperature di servizio (°C)
La temperatura di servizio
è la temperatura entro la
quale il materiale è
utilizzabile con
caratteristiche analoghe e
prevedibili
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Influenza della temperatura sulla curva sforzo-deformazione per il polimetilacrilato.

16. Calore specifico (J/kg*K)
Sostanza Stato
Calore specifico
J/(kg·K)
Alluminio solido 880
Acciaio inox solido 502
Acqua liquido 4186
Acqua (Ghiaccio) solido (0 °C) 2260
Berillio solido 1824
Diamante solido 502
Elio gassoso 5190
Etanolo liquido 2460
Ferro solido 444
Grafite solido 720
Litio solido 3582
Mercurio liquido 139
Olio liquido ~ 2000
Ossigeno gassoso 920
Oro solido 129
Ottone solido 377
Piombo solido 130
Polistirene solido 1450
Rame solido 385
Silice (fuso) solido 703
Silice gassoso 2020
Zinco solido 388
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Il calore specifico di una
sostanza è definito come la
quantità di calore
necessaria per innalzare la
temperatura di una unità
di massa di 1 °K

17. Conducibilità termica (W/m*K)
Sostanza W·m-1
·K-1
diamante 1000 - 2600
argento 430
rame 390
oro 320
alluminio 236
ottone 111
platino 70
quarzo 8
vetro 1
laterizi 0,8
acqua distillata 0,6
idrogeno 0,172
lana 0,05
vermiculite 0,046
polistirolo espanso 0,045
aria secca (a 300 K, 100 kPa) 0,026
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La conducibilità termica o
conduttività termica è il
rapporto, in condizioni
stazionarie, fra il flusso di
calore e la differenza di
temperatura che provoca il
passaggio del calore

18. SPECIFICHE AMBIENTALI
- Contenuto Energetico (MJ/kg)
- (Riciclabilità)
Materiali per il design – Ashby, Johnson
Un parametro che sintetizza l’impatto ambientale di un materiale è il Contenuto
Energetico. In pratica è la sommatoria di tutti i consumi energetici avvenuti per
produrlo

19. SPECIFICHE SENSORIALI
- Suono altobasso (0-10)
- Suono sordobrillante (0-10)
- Tatto morbidoduro (0-10)
- Tatto caldofreddo (0-10)
- Gloss da trasp a opaco (%)
Materiali per il design – Ashby, Johnson

20. DATABASE (testo)

21. DATABASE (sw)
www.matweb.com

22. DATABASE (online)
www.matweb.com

23. QUANTO PESA (OCCHIO E CROCE)

24. CON CHE MATERIALE LO FARESTI?