Resistenza alla trazione

La resistenza alla trazione, detta anche resistenza alla rottura, è un parametro che caratterizza il comportamento meccanico dei materiali. Indica quale sia la tensione massima a cui può essere sottoposto un campione di materiale senza cedere. Di conseguenza, ciò significa che se la tensione di trazione massima di un materiale viene superata, esso si rompe o si lacera. Tuttavia, una deformazione permanente (plastica) può verificarsi ben prima che venga raggiunto il valore massimo. La resistenza alla trazione è un parametro importante per la progettazione delle strutture. Per ottenere risultati comparabili, il parametro caratteristico del materiale viene determinato mediante una prova di trazione standardizzata, ad esempio la norma ISO 6892 per i materiali metallici o la norma ISO 527 per le materie plastiche.

La resistenza alla trazione viene determinata mediante una prova di trazione. È data dal rapporto tra la forza di trazione massima (Fmax) e la sezione trasversale di riferimento (Ao o So) della barra sottoposta a trazione.

• La formula è: Rm = Fz / Ao

Oltre alla sigla Rm, per indicare la tensione di trazione si utilizzano anche i seguenti simboli: Rz, σ.

Trattandosi di una sollecitazione, l’unità di misura della resistenza alla trazione è il MPa (megapascal) o il N/mm² (newton per millimetro quadrato).

Inoltre, la resistenza alla trazione può essere letta direttamente dal diagramma tensione-deformazione. Nella curva tensione-deformazione, essa corrisponde al punto più alto sull’asse y.

La resistenza alla trazione dipende dal materiale. Per questo motivo non è possibile calcolarla direttamente, ma deve essere determinata mediante una prova di trazione standardizzata su un campione di materiale. Nella pratica si utilizzano le cosiddette barre proporzionali, le cui lunghezza e diametro sono conformi alle norme vigenti per la determinazione del limite di snervamento, dell’allungamento a rottura e della resistenza alla trazione.

Il provino viene fissato in una macchina di prova a trazione in posizione diritta, senza tensioni né flessioni. Il provino viene sottoposto a una forza di trazione uniaxiale controllata. Nel corso della prova di trazione, la forza aumenta lentamente e in modo proporzionale fino a quando la barra non si rompe. Durante lo svolgimento della prova, la forza F e la variazione di lunghezza del provino all’interno del tratto di misura vengono misurate in modo continuo. Inoltre, durante la prova di trazione vengono registrati altri importanti parametri caratteristici del materiale, quali il limite di snervamento, il restringimento o l’allungamento a rottura. I valori misurati vengono rappresentati sotto forma di cosiddetta curva di snervamento in un diagramma tensione-deformazione.

Nella ricerca di un determinato materiale, sia esso industriale, edile o da costruzione, oltre alle differenze esteriori, rivestono un’importanza fondamentale soprattutto i rispettivi parametri caratteristici del materiale. Ad esempio, una vite deve sopportare una determinata sollecitazione di trazione senza che la testa si stacchi dal gambo. A seconda dell’applicazione, può quindi essere sufficiente una vite più economica in acciaio legato oppure può essere necessaria una vite in titanio, più costosa.

La pietra e il calcestruzzo possono sopportare solo carichi di trazione ridotti, ma in compenso sono in grado di resistere a elevati carichi di compressione. L'acciaio, il cemento armato e il legno sono resistenti sia alla trazione che alla compressione.

Tra i metalli strutturali, le leghe di acciaio e di titanio presentano i valori più elevati. Con un valore che raggiunge i 1200 N/mm², il titanio presenta la resistenza alla trazione più elevata.