Influenza dello strain-rate sul comportamento meccanico dei ...

Cap. I – EFFETTI DELLA VELOCITÀ DI DEFORMAZIONE SUL
COMPORTAMENTO MECCANICO DEI MATERIALI STRUTTURALI
1.2 I metalli
1.2.1 Effetti sul comportamento meccanico dei materiali metallici
Così come accade per il calcestruzzo, anche le proprietà dei metalli mostrano una
sensibilità alla velocità di deformazione da cui risultano positivamente influenzate
al crescere della stessa. I miglioramenti delle caratteristiche meccaniche però, in
questo caso, sono di diversa natura essendo totalmente differenti dal punto di vista
chimico-strutturale i due materiali. Infatti, mentre nel caso del calcestruzzo la
sensibilità alla velocità di deformazione è da imputare soprattutto alla variazione
dello sviluppo del processo fessurativo se sottoposto ad azioni veloci, nel caso
dell’acciaio il ruolo più importante è rappresentato dalle dislocazioni e dalla loro
evoluzione durante il percorso deformativo ad elevato strain-rate. Proprio a causa
della forte dipendenza del comportamento meccanico a scala macroscopica
(dell’ordine del cm) dai processi che si sviluppano a scala meso- e microscopica
(dell’ordine rispettivamente del mm e del μm), non possono essere trascurati gli
elementi cardini alla base della teoria dei metalli.
Lo studio dei materiali metallici è strutturato su diverse fasi corrispondenti ai
distinti livelli di osservazione; a scala nanoscopica i metalli si presentano come
atomi fortemente legati dal punto di vista chimico e molto vicini gli uni agli altri a
formare “pacchetti” di diversa forma e disposizione interna. E sono proprio queste
ultime caratteristiche che forniscono il “grado di impacchettamento” del materiale
cioè la misura di quanto gli atomi sono costipati all’interno del reticolo cristallino
delineando già il comportamento finale del metallo a scala reale.
Passando ad un livello visivo più alto, i pacchetti si uniscono formando dei “fogli”
piani che, sovrapponendosi, cominciano a dare forma a quello che poi sarà il
risultato finale a scala macroscopica, un unico elemento solido dotato di spessore.
È a questo punto, a scala microscopica, che difetti di assemblaggio dei fogli
originano le cosiddette “dislocazioni”, piccolissime imperfezioni geometriche che
però hanno un grande peso nella determinazione delle proprietà meccaniche finali
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