Prova di fatica in laboratorio
Desiderate caratterizzare i vostri materiali grazie a una prova di fatica del materiale?
Che cos’è la fatica di un materiale?
La fatica di un materiale indica il fenomeno di deterioramento progressivo e, infine, la rottura di un materiale sotto l’effetto di carichi ripetuti che sono generalmente inferiori al carico massimo che il materiale può sopportare in una sola applicazione.
Questo processo di fatica è particolarmente rilevante per i materiali utilizzati in strutture o componenti sottoposti a cicli di carico ripetuti durante il loro normale utilizzo, come nell’aeronautica o nell’automotive.
Che cos’è una prova di fatica?
Una prova di fatica del materiale, detta anche prova di resistenza, è una procedura eseguita in laboratorio che consiste nel testare la resistenza di un materiale sotto carichi ripetitivi.
Questo test meccanico viene utilizzato per comprendere come un materiale si comporta quando è sottoposto a una sollecitazione continua, che nel tempo può portare a danneggiarlo. Queste prove di fatica vengono condotte applicando sollecitazioni ripetitive al materiale per simulare cicli di carico simili a quelli riscontrati nelle condizioni reali.
Perché studiare la resistenza dei vostri materiali?
Se le caratteristiche determinate durante una prova dinamometrica convenzionale di tipo trazione, resilienza o flessione consentono di valutare le proprietà meccaniche di un materiale, non sono sufficienti per conoscere il suo comportamento a cicli ripetitivi di sollecitazione.
Infatti, se un componente o una struttura è sottoposta a sollecitazioni cicliche (generalmente milioni di cicli, come nell'industria aeronautica (carrello di atterraggio), ferroviaria (ruote, carrelli), può rompersi sotto queste sollecitazioni ripetitive, anche ampiamente inferiori al carico massimo o al limite elastico. L'interesse nell'attuare prove di fatica e di resistenza è valutare la resistenza del materiale e quindi la sua qualità.
Questa forma di «invecchiamento accelerato» consente di:
conoscere meglio la durata di vita del prodotto e il suo ciclo di vita
conoscere meglio la durata di vita del prodotto e il suo ciclo di vita
determinare una durata di garanzia adeguata
determinare una durata di garanzia adeguata
elaborare un programma di manutenzione preventiva
elaborare un programma di manutenzione preventiva
mettere in evidenza le zone di usura, i punti di rottura e le debolezze meccaniche
mettere in evidenza le zone di usura, i punti di rottura e le debolezze meccaniche
Tutto ciò consente di valutare evoluzioni progettuali per migliorare la robustezza e l’affidabilità del prodotto.
I materiali sottoposti a una prova di fatica
Le diverse tipologie di materiali che vengono sottoposti a queste prove comprendono: i metalli, i compositi, i polimeri…
Le industrie, in particolare quelle aerospaziali o automobilistiche, utilizzano prove di fatica per determinare le proprietà meccaniche di un materiale o di una struttura, al fine di garantirne l’affidabilità e la durata in condizioni di utilizzo reali e ripetitive.
Il laboratorio FILAB vi supporta nella realizzazione di prove di fatica dei materiali
Perché scegliere FILAB per lo studio della resistenza dei vostri materiali
Grazie a una significativa esperienza nella realizzazione di questo tipo di prova, FILAB vi supporta nell’ambito delle vostre esigenze di caratterizzazione della resistenza dei vostri materiali.
I nostri servizi di prove di fatica dei materiali
Il principio di queste prove è relativamente semplice, poiché consiste nel riprodurre in modo ciclico le sollecitazioni meccaniche subite durante l’intera durata di funzionamento del componente. Riunite sotto il termine prove di fatica dei materiali, tra le più comuni citeremo in particolare:
I nostri servizi complementari di analisi dei guasti
Il laboratorio FILAB dispone di competenze in analisi e studio dei guasti. Scoprite le nostre diverse prestazioni:
Studi e perizia di rottura e analisi delle cricche
Per andare oltre
Le nostre FAQ
Quando create prodotti o componenti, volete che siano resistenti e durevoli. Per questo è importante testare la resistenza dei vostri materiali. In laboratorio utilizziamo diversi metodi per determinare la resistenza di un materiale, come la fatica, la rottura e la sollecitazione.
Lo studio delle superfici di frattura generate dalle prove di fatica costituisce anch’esso un’importante fonte di informazioni, attraverso la determinazione del numero di cicli di fatica applicati. Ciò consente di ottenere il numero di cicli di fatica fino alla comparsa di la cricca. Queste analisi delle superfici di frattura vengono eseguite mediante Microscopia Elettronica a Scansione accoppiata a una microsonda (MEB-EDX).
Le prove di fatica e le prove di resistenza sono due metodi utilizzati per testare la resistenza dei materiali in laboratorio, ma differiscono per obiettivi e procedure.
Le prove di fatica mirano a valutare la resistenza di un materiale a sollecitazioni cicliche ripetute, che vengono applicate fino alla comparsa di cricche o alla rottura del materiale, consentendo di misurarne la durata in numero di cicli. Ciò aiuta a costruire le curve di Wöhler, che mostrano la relazione tra l’ampiezza della sollecitazione e la durabilità del materiale.
Le prove di resistenza, invece, testano la capacità di un materiale di sopportare una sollecitazione costante per un lungo periodo senza cedere. Viene applicato un carico costante e si misura il tempo durante il quale il materiale resiste prima di rompersi. Ciò consente di determinare il limite di resistenza, ovvero la sollecitazione massima che un materiale può sopportare indefinitamente senza cedere.
Per le industrie, rilevare la fatica dei materiali consente di prevenire i guasti e garantire la sicurezza e l’affidabilità dei prodotti.
La fatica inizia spesso con la formazione di cricche nei punti in cui le sollecitazioni sono concentrate. Queste cricche possono poi propagarsi progressivamente sotto l’effetto di cicli di carico ripetuti. L’ambiente può influenzare la fatica dei materiali. Ad esempio, condizioni corrosive o temperature estreme possono accelerare la propagazione delle cricche.
Per valutare la resistenza alla fatica di un materiale, si eseguono prove specifiche, in cui i campioni sono sottoposti a cicli di carico ripetuti fino al verificarsi di una rottura. Dopo la rottura, una analisi frattografica della superficie può rivelare motivi che chiariscono il guasto.
