Punti chiave
- Risposta materiale allo stress: Nella scienza dei materiali, sia la resilienza che la tenacità si riferiscono alla capacità di un materiale di assorbire energia. La resilienza è la capacità di un materiale di assorbire energia quando viene deformato elasticamente (cioè in modo non permanente) e di rilasciare quell'energia durante lo scarico. La tenacità, d'altro canto, è la quantità totale di energia che un materiale può assorbire prima della rottura, inclusa la deformazione elastica e plastica (cioè permanente).
- Area sotto la curva sforzo-deformazione: La resilienza è rappresentata dall'area sotto la porzione elastica (fino al punto di snervamento) della curva sforzo-deformazione di un materiale, quantificando l'energia per unità di volume che il materiale può assorbire e da cui recuperare. La tenacità è rappresentata dall'area totale sotto la curva sforzo-deformazione, fino al punto di frattura, a indicare la capacità del materiale di assorbire energia prima della rottura.
- Applicazioni e caratteristiche dei materiali: Nella progettazione di strutture o prodotti, si sceglie un materiale con elevata resilienza quando l'obiettivo è ridurre al minimo la deformazione sotto sforzo e garantire che il materiale ritorni alla sua forma originale (come le molle). Un materiale con elevata tenacità viene scelto quando lo scopo è prevenire un cedimento improvviso dovuto a una crepa o un intaglio (come nelle carrozzerie delle automobili o negli scafi delle navi).
Cos'è la resilienza?
La resilienza è definita come la proprietà mostrata dal materiale di immagazzinare o assorbire energia senza deformazioni permanenti. Quando è sottoposta a tensione o compressione, rientra nelle proprietà meccaniche dei materiali.
I materiali che presentano un elevato potere resiliente si deformano entro il limite elastico e mostrano nuovamente la loro forma originaria. Esempi di materiali che mostrano proprietà di resilienza sono: gomma e alcune leghe.
Cos'è la tenacità?
La tenacità è definita come la capacità mostrata da qualsiasi materiale di assorbire energia senza fratturarsi. È anche una delle proprietà meccaniche mostrate dai materiali. Viene misurata dall'area totale che rientra nella curva sforzo-deformazione.
Il comportamento del materiale in termini di tenacità è associato alla capacità dei materiali di subire una deformazione plastica prima della rottura. La formula per la tenacità è la seguente:
Tenacità=Area sotto la curva sforzo-deformazione
Differenza tra resilienza e tenacità
- Con il termine Resilienza si definisce la proprietà mostrata dal materiale di immagazzinare o assorbire energia senza deformazioni permanenti. Allo stesso tempo, con il termine Tenacità si definisce la capacità dimostrata da qualsiasi materiale di assorbire energia senza fratturarsi.
- Il comportamento mostrato dal materiale resiliente è la deformazione elastica in cui il materiale riacquista la forma originaria. Al contrario, la tenacità mostrata dai materiali ricorda la deformazione plastica in cui il materiale subisce una deformazione permanente.
- La resilienza è misurata dall'area completa che copre la regione elastica della curva sforzo-deformazione. La tenacità di un materiale, invece, viene misurata dall'intera area sottesa alla curva sforzo-deformazione.
- L'importanza della resilienza di un materiale è la capacità di assorbire energia e riprendersi dopo piccole deformazioni. D'altra parte, l'importanza della tenacità di un materiale è la capacità di contrastare grandi deformazioni o impatti.
- L'area triangolare della curva sforzo-deformazione sotto la regione elastica rappresenta la resilienza. Allo stesso tempo, la tenacità è rappresentata dall’area totale sotto la curva sforzo-deformazione.
- Il comportamento del materiale nel caso della resilienza è quello associato a materiali che mostrano elevati moduli elastici (rigidità). Comparativamente, d'altro canto, il comportamento del materiale in termini di tenacità è associato alla capacità dei materiali di subire una deformazione plastica prima della rottura.
Confronto tra resilienza e tenacità
| Parametro di confronto | Elasticità | Durezza |
|---|---|---|
| Definizione | È la proprietà mostrata dal materiale di immagazzinare o assorbire energia senza deformazioni permanenti | È la capacità dimostrata da qualsiasi materiale di assorbire energia senza fratturarsi |
| Comportamento | Deformazione elastica | Deformazione plastica |
| Misura | È l'area completa sotto la regione elastica della curva sforzo-deformazione | È l'area completa sotto la curva sforzo-deformazione |
| Significato | È la capacità di assorbire energia e riprendersi dopo piccole deformazioni | È la capacità di contrastare grandi deformazioni o impatti |
| sul Mercato | Un'area triangolare della curva sforzo-deformazione sotto la regione elastica | Area totale sottoposta alla curva sforzo-deformazione |
| Comportamento materiale | Associato a materiali che mostrano elevati moduli elastici (rigidità) | Associato ai materiali che hanno la capacità di subire una deformazione plastica prima della rottura |
| Formula | Resilienza=0.5×Deformazione al rendimento×Sollecitazione al rendimento | Tenacità=Area sotto la curva sforzo-deformazione |
| Unità | J / m3 o J/g | J / m2 o J / m3 |
| Uso critico | Per assorbimento degli urti e capacità di carico con limite elastico | Materiali che possono presentare impatti significativi o deformazioni plastiche |
Ultimo aggiornamento: 24 novembre 2023
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Piyush Yadav ha trascorso gli ultimi 25 anni lavorando come fisico nella comunità locale. È un fisico appassionato di rendere la scienza più accessibile ai nostri lettori. Ha conseguito una laurea in scienze naturali e un diploma post-laurea in scienze ambientali. Puoi leggere di più su di lui sul suo pagina bio.
