Dinamica dell'impatto - Scuola di Dottorato in Ingegneria - Università ...

5.4.1 Effetto della dimensione del granoI risultati sperimentali in [10] mostrano una particolarità che opportuno investigare inmodo approfondito. In accordo con la teoria, si osserva, per il materiale a più grandegrano medio, un aumento del danno con la velocità d’impatto. Il materiale a grana fine,invece, manifesta, sorprendentemente, rispetto a quello a grana grande, un maggioreammontare del danno, a più bassa velocità d’impatto, Figura 5.15.Tale risultato mostra chiaramente che, per quanto riguarda il danneggiamento, le duediverse microstrutture hanno caratteristiche di danneggiamento differenti. Ladimensione del grano, come noto, influenza la resistenza del materiale. A grani piùpiccoli corrispondono valori più elevati della tensione di snervamento come descrittodalla relazione di Hall-Petch:σy−0,5= σ0+ Kd(5.11)in cui σ0e K sono costanti che dipendono dal materiale e d è la dimensione media delgrano. Ad un aumento della tensione di snervamento, al diminuire delle dimensioni delgrano, corrisponde una riduzione della duttilità. Per quanto concerne il danneggiamento,esso inizia con la nucleazione di microvuoti in prossimità delle inclusioni ovvero, per imetalli puri come il rame in oggetto, ai bordi grano. In quest’ultimo caso, il danno èdato dall’impossibilità di accomodare, alla mesoscala, le deformazioni imposte allamacroscala. Di conseguenza, nelle microstrutture a grana fine, per le quali il moto delledislocazioni è fortemente vincolato, il danneggiamento duttile dovrebbe iniziare ad unlivello di deformazione plastica più basso rispetto al caso di grana più grossolana.Quindi, per un dato livello di deformazione, ci si aspetta un ammontare di danno piùelevato. Si è pensato che un tale andamento possa essere governato dal valore delladeformazione di soglia e che, quindi, questa debba, in qualche modo, essere influenzatadalla dimensione del grano.Sono stati raccolti i valori della deformazione di soglia per diversi materiali metallici eriportati, in funzione della dimensione media del grano, in Figura 5.14, che evidenziauna chiara dipendenza tra ε th e la dimensione media del grano, indipendentemente dalmateriale. Si è trovato, inoltre, che i dati rappresentati in Figura 5.14 sono molto beneinterpolati da una curva del tipo:75