Aspetti importanti dei test di flessione
Le prove di flessione, chiamate anche bending test o test di piega, vengono eseguite per testare o confrontare le materie plastiche, inclusi i loro composti. Le prove di flessione rappresentano un metodo di prova affidabile con una configurazione relativamente semplice. Vengono utilizzate per determinare il comportamento sforzo-deformazione di un materiale nell'intervallo di bassa deformazione del provino.
Il risultato più comune è il modulo di flessione, ma si possono misurare anche i punti di snervamento, la massima sollecitazione di flessione o la deformazione di flessione a rottura sui materiali a bassa duttilità. La misurazione diretta della deflessione mediante un trasduttore di spostamento rappresenta la forma di misurazione più precisa, che porta in modo affidabile a risultati di prova veritieri.
Perché la misurazione accurata della sezione trasversale è così importante quando si eseguono prove di flessione?
Di particolarmente importanza è la determinazione delle dimensioni del provino, in particolare del suo spessore, in quanto il valore ha un effetto quadratico nel calcolo delle sollecitazioni di flessione. Un errore di misura di soli 0,1 mm causa un errore di circa il 5% nel calcolo delle sollecitazioni di flessione. Una misurazione accurata della sezione trasversale è quindi fondamentale per ottenere risultati di prova affidabili.
Perché, nelle prove di flessione, è così importante garantire un allineamento corretto dei supporti, delle sporgenze di carico e del provino?
Un cattivo allineamento del dispositivo per i test di flessione si manifesta spesso sotto forma di un inizio non lineare della curva sforzo-deformazione. Questo fenomeno deve essere tassativamente evitato, poiché porta a una misurazione errata del modulo di flessione.
Per un allineamento ottimale abbiamo a disposizione alcuni strumenti come, ad esempio, il calibro di regolazione appropriato, che consente l’impostazione rapida e affidabile sia dell'ampiezza del supporto che dell'allineamento.
L’indentazione del materiale nelle zone degli appoggi e del punzone influenza i risultati di prova?
L'indentazione, variabile in base alla durezza del materiale, all'entità della forza agente e al raggio del punzone e del supporto, avviene nei punti di appoggio e nell'area del punzone. Se la deflessione viene misurata dal movimento del punzone rispetto ai supporti, l’indentazione sembra aumentare la deflessione misurata e solitamente non può essere compensata da una correzione della rigidità. Utilizzando un trasduttore di spostamento posizionato centralmente, la rientranza del punzone viene compensata.
Quali vantaggi offre un trasduttore di spostamento nella misurazione della deflessione?
La misurazione diretta della deflessione, mediante un trasduttore di spostamento posizionato centralmente tra i supporti, rappresenta la forma di misurazione più precisa, che porta in modo affidabile a risultati di prova veritieri.
La misurazione di risultati di prova veritieri e precisi mediante un trasduttore di spostamento è fondamentale per due standard: ASTM D790 Tipo 2 e ISO 178. Questo vale, ad esempio, per la creazione di schede tecniche o per il confronto tra laboratori diversi.
In alternativa, le norme presentano scenari in cui è possibile misurare la corsa della trasversa.
A quali aspetti si deve prestare attenzione quando si utilizza un trasduttore di spostamento?
Un fattore molto importante per determinare risultati di prova accurati e affidabili è quello di ridurre al minimo l'influenza del trasduttore di misura sulla prova. I trasduttori di spostamento ZwickRoell T15, T25 e T50 assicurano risultati di prova affidabili grazie a fissaggio sicuro, allineamento e spostamento assiali e precisi e un piccolo aumento della forza di contatto senza influenzare il corso del test o i risultati.
Gli effetti di deformazione del telaio di carico e della cella di carico sono esclusi. I trasduttori di spostamento ZwickRoell evitano queste influenze grazie al fissaggio direttamente sulla tavola di flessione.
Questi trasduttori misurano con elevata accuratezza, indipendentemente dalla temperatura di prova. Tutte le deviazioni di accuratezza legate alla temperatura sono compensate automaticamente in ogni macchina di prova ZwickRoell.
Quali sono i risultati della prova di flessione sulle materie plastiche?
Il test di flessione fornisce una curva sforzo-deformazione e vari valori caratteristici come il modulo di flessione, il punto di snervamento e, se applicabile il punto di rottura. Le norme distinguono in linea di principio tre tipi di curve a, b e c.
Il modulo di flessione può essere determinato per tutti i tipi di curve. Secondo la ISO 178, la misurazione viene effettuata a limiti definiti tra lo 0,05% e lo 0,25% della deformazione di flessione. ASTM D790 definisce la misura del modulo come secante (chord modulus) o tangente alla pendenza della curva.
Altri risultati sono la sollecitazione massima di flessione, la sollecitazione di flessione a rottura, la deformazione di flessione a rottura, la deformazione alla massima sollecitazione di flessione e, se applicabile, la sollecitazione di flessione al limite di flessione definito.
Qual è la differenza nella misurazione delle sollecitazioni e delle deformazioni nel confronto tra prove di trazione e di flessione?
A differenza della prova di trazione, le sollecitazioni di flessione non possono essere determinate semplicemente dal rapporto tra la forza e l'area della sezione trasversale. La deflessione applicata al provino genera momenti flettenti e forze di taglio. Il momento flettente aumenta costantemente tra il supporto e il punzone, mentre le forze di taglio in questo intervallo rimangono costanti. In una prova di flessione a tre punti, il momento flettente più elevato si verifica direttamente sotto il punzone. In una prova di flessione a quattro punti, il momento flettente è costante e si verifica direttamente tra i punzoni. Questo intervallo rimane privo di sollecitazioni di taglio, rappresentando un vantaggio significativo di questo metodo per i materiali con bassa resistenza al taglio.
