Proprietà Meccaniche dei Materiali e Strutture: Concetti Fondamentali

Definizione di Forza

Una forza è in grado di produrre un'azione o modificare lo stato di quiete o di moto di un corpo. L'unità di misura della forza nel Sistema Internazionale è il newton (N).

Proprietà Meccaniche dei Materiali

Le proprietà meccaniche determinano il comportamento dei materiali quando una o più forze agiscono su di essi:

• Resistenza: capacità di un materiale di resistere alle forze senza subire deformazioni eccessive o rotture (es. acciaio, legno, acciaio, plastica).
• Durezza: capacità di resistere a sollecitazioni ripetute senza rompersi (es. metallo, legno, alcune plastiche). È l'opposto della fragilità (es. vetro).
• Elasticità: proprietà di recuperare la forma originale dopo essere stati deformati da uno sforzo (es. gomma).
• Plasticità: capacità di deformarsi in modo permanente senza rompersi (es. argilla).
• Duttilità: proprietà di deformarsi permanentemente in fili sottili senza rompersi.
• Malleabilità: proprietà di deformarsi permanentemente sotto forma di fogli sottili senza rompersi.
• Durezza (resistenza all'abrasione): indica l'opposizione di un materiale a essere graffiato o penetrato.

Gli Sforzi Meccanici

La resistenza di un oggetto a uno sforzo dipende da tre fattori: dimensioni, forma e direzione delle forze applicate.

• Trazione: due forze opposte che tendono ad allungare il corpo.
• Compressione: forze che agiscono nella stessa direzione ma verso l'interno, tendendo a schiacciare o accorciare l'oggetto.
• Flessione: forze applicate perpendicolarmente all'asse longitudinale che tendono a piegare il pezzo.
• Torsione: forze che tendono a far ruotare o torcere il corpo.
• Taglio: forze che agiscono in direzioni opposte e vicine, superando la resistenza del materiale.

Strutture

Le strutture sono un insieme di elementi connessi con la funzione principale di sostenere carichi. Si dividono in:

• Armature: serie di elementi resistenti collegati tra loro che costituiscono lo scheletro di un oggetto.
• Contenitori: composti da lastre o pannelli uniti che circondano l'oggetto.

Progettazione Strutturale

Nella progettazione, i fattori chiave sono il materiale (che deve essere resistente) e la forma (che deve garantire stabilità).

Strutture Metalliche

La forma geometrica che garantisce maggiore rigidità è quella triangolare. Le strutture sono costruite principalmente con profili in acciaio laminato, come: IPN, U, HEB, angolari e T.