Resistenza a flessione alluminio

Resistenza alla trazione dell'alluminio psi

L'alluminio metallico e le sue leghe sono utilizzati nella maggior parte, se non in tutti i processi industriali moderni, grazie alla sua ampia disponibilità e al vasto numero di utilizzi. Una lega è un metallo ottenuto dalla combinazione di due o più elementi metallici per ottenere proprietà migliori del materiale. Il processo di lega prevede l'aggiunta di specifici elementi metallici "leganti" a un metallo di base per conferirgli proprietà distinte, come una maggiore forza, resistenza alla corrosione, conduttività, tenacità, ecc. Le leghe con basse percentuali di elementi di lega (circa <4%) sono classificate come leghe battute e sono lavorabili, mentre quelle con percentuali più elevate (fino al 22%) sono classificate come leghe fuse e sono solitamente fragili. L'Aluminum Association (AA Inc.) è la principale autorità in materia di leghe di alluminio e ha sviluppato un sistema di denominazione a quattro cifre utilizzato per caratterizzare le leghe battute distinte l'una dall'altra in base ai loro principali elementi di lega. In questo articolo, la lega di alluminio 6061 sarà discussa in dettaglio, evidenziando le sue proprietà fisiche e le applicazioni comuni di questo utilissimo materiale.

Resistenza alla trazione dell'alluminio

Una domanda che mi viene spesso posta è: "Perché non consiglia l'alluminio come materiale per lo scarico?". E poi continuano: "Così e così" l'ha usato per anni sulla sua auto senza alcun problema". Diamo quindi un'occhiata più da vicino a questo argomento. I tubi di scarico subiscono sollecitazioni da diverse fonti, tra cui lo stress termico, le vibrazioni, la pressione dello scarico, l'impatto con il terreno (di solito quando si carica l'auto sul rimorchio), il telaio che si piega, ecc. Finché la sollecitazione applicata è inferiore al limite di snervamento del materiale, tutto va bene nella terra degli scarichi.

È molto difficile calcolare le sollecitazioni a cui è soggetto uno scarico. Quindi, per questo esercizio, consideriamo la resistenza di alcuni materiali di scarico popolari. La resistenza di progetto di un materiale si basa solitamente sulla "resistenza allo snervamento" del materiale stesso. Si tratta del livello di sollecitazione quando il materiale cede o si deforma plasticamente. Come si può intuire, il limite di snervamento dell'acciaio è più alto di quello dell'alluminio. È il livello di sollecitazione oltre il quale, se la sollecitazione viene alleggerita, il materiale non torna allo stato originale (ricordate quando litigavate con vostro fratello per un fionda, se tiravate troppo forte non tornava alla sua forma compatta? Avevate superato il limite di snervamento del metallo). Si è soliti esprimere il carico di snervamento come la quantità di sollecitazione necessaria per deformare permanentemente il materiale dello 0,2% della sua lunghezza originale. La resistenza ultima è la sollecitazione che si verifica quando il materiale si rompe effettivamente. Gli ingegneri preferiscono utilizzare materiali in cui la resistenza ultima è molto più alta della resistenza allo snervamento, poiché di solito fornisce un ulteriore margine di sicurezza.

Resistenza alla compressione dell'alluminio 6061

Descrizione dei materialiI materiali inclusi in questo studio sono 5083-H116 e 6061-T651. Queste leghe sono state studiate a causa della loro prevalenza come leghe strutturali comuni, soprattutto nelle applicazioni strutturali e di trasporto leggero, e dei loro diversi meccanismi di rinforzo. La 5083 viene rinforzata mediante indurimento da deformazione (lavorazione a freddo). È una lega saldabile, a resistenza moderata, che presenta una buona resistenza alla corrosione allo stato H116. La 6061 si rafforza per indurimento per precipitazione (trattamento termico). È una lega saldabile e ad alta resistenza che presenta anche una buona resistenza alla corrosione. La composizione chimica delle leghe è riportata nella Tabella 1.Tabella 1

Figura 25083-H116 e 6061-T651 conducibilità termica ottenuta tramite misure di diffusività laser flash (secondo (ASTM Standard E1461 2013)) e calorimetria differenziale a scansione (secondo (ASTM Standard E1269 2005)). I dati dell'Eurocodice 9 (BSI 2007) sono mostrati per confronto.Immagine a grandezza naturale

Relazioni sforzo-deformazione5083-H116 Le relazioni sforzo-deformazione dell'ingegneria della trazione sono mostrate nella Figura 4. Lo snervamento e la resistenza ultima diminuiscono tra 200 e 350°C, come previsto con l'aumento della temperatura. Anche la deformazione alla rottura aumenta generalmente con la temperatura; tuttavia, la deformazione alla rottura a 500°C si riduce leggermente. Le regioni a forma di collo dopo la rottura, mostrate nella Figura 5, confermano questa affermazione. Il 5083 presenta una rottura duttile a taglio fino a 100°C, dopodiché il materiale passa alla rottura duttile pura a 400°C. A temperature superiori a 400°C, è stata osservata una transizione verso una frattura di tipo fragile.Figura 45083-H116 relazioni ingegneristiche sforzo-deformazione.Immagine a grandezza naturale

Resistenza alla trazione dell'alluminio 6061

Quando si pensa a materiali resistenti, sia per un progetto che in una conversazione generale, l'alluminio non è di solito il primo materiale che viene in mente alle persone. Molti collegano l'alluminio alla pellicola da cucina, alle lattine per bevande e ai mobili pieghevoli: prodotti che non sono esattamente l'incarnazione della resistenza.

D'altra parte, è molto probabile che l'acciaio sia il primo materiale a cui si pensa quando si cerca un materiale resistente. Dopo tutto, le sbarre delle prigioni, i telai delle automobili, le travi di sostegno degli edifici e le navi sono fatti principalmente di acciaio.

La differenza di resistenza tra questi due materiali è così grande? Sono paragonabili nella categoria della resistenza? In questo articolo cercheremo di dimostrare che le nostre concezioni sulla resistenza di questi due materiali potrebbero non essere del tutto accurate.

Una definizione semplificata della resistenza di un materiale è la sua capacità di sopportare una certa quantità di carico, noto anche come forza o sollecitazione, prima che raggiunga punti specifici di deformazione o sforzo. Un modo tipico di visualizzare questo aspetto è la ben nota curva sforzo-deformazione, mostrata nell'esempio seguente.