Che cos'è la resistenza alla frattura?
La resistenza alla frattura è la misura della prestazione di un materiale con un difetto esistente sotto pressione. Nei test sui materiali, le persone usano le apparecchiature per sottoporre materiali con difetti noti a una pressione controllata per vedere quando qualcosa come una fessura si trasforma in una frattura completa e causa la rottura del materiale. Gli ingegneri ritengono che la perfezione sia impossibile e quindi devono progettare materiali con tenacità alla frattura adeguati all'applicazione in modo da resistere alla pressione e mantenere la loro integrità.
In una certa misura della resistenza alla frattura, l'obiettivo è quello di guardare le prestazioni con diversi tipi di crepe e difetti come bolle d'aria profonde all'interno del materiale. L'apparecchiatura può essere soggetta al materiale a forze di scorrimento, lacerazione o trazione per determinare come si comporta. Ciò fornisce una serie di misure di resistenza alla frattura che gli ingegneri possono utilizzare per determinare quando il materiale si guasterà e in quali condizioni.
Il rischio di frattura aumenta all'aumentare della pressione sul materiale. Se il materiale è troppo fragile, può essere soggetto a fratture a livelli di pressione relativamente bassi, ma materiali estremamente flessibili possono deformarsi, rendendoli inutili. Gli ingegneri devono colpire la via di mezzo durante lo sviluppo di materiali, fornendo loro la flessibilità necessaria per resistere alle fratture e la fragilità per resistere alle pressioni deformanti. Ciò può richiedere modifiche alla composizione e al design dei componenti del prodotto.
Se la resistenza alla frattura è troppo bassa, significa che il materiale potrebbe essere soggetto a rotture. Ciò non è auspicabile e gli ingegneri devono tornare al tavolo da disegno per determinare come correggere il problema. Ciò può comportare la modifica della composizione di una lega metallica, l'alterazione della forma di una parte o la riprogettazione di un pezzo di equipaggiamento per modificare la distribuzione della pressione quando è operativa. L'elevata resistenza alla frattura è un buon segno, dimostrando che i materiali sono abbastanza resistenti da soddisfare la necessità, ma possono presentarsi con altri problemi, come materiali troppo pesanti per l'applicazione prevista.
La legge può richiedere un certo standard di resistenza alla frattura per materiali particolari, per motivi di sicurezza. In questi casi, le aziende potrebbero dover mostrare i risultati dei test agli ispettori governativi in modo che possano confermare che l'azienda soddisfa gli standard. Le aziende possono anche avere standard interni e di settore che devono soddisfare per rimanere competitivi. La discussione dei risultati dei test è importante anche per attività come l'offerta sui progetti, poiché le aziende vogliono mostrare come i loro prodotti finali saranno superiori a quelli dei concorrenti.