Che cos'è la forza d'impatto?
La resistenza all'urto è una misura di quanto un materiale regge quando viene colpito, lasciato cadere o sottoposto ad altri forti impatti. Conosciuti come carichi d'urto, gli impatti possono causare una notevole tensione sul materiale a causa della loro rapidità; il materiale non ha il tempo di adattare e distribuire la pressione perché l'incidente si verifica così rapidamente. Le prove sui materiali di solito includono una valutazione della resistenza all'impatto e il produttore può fornire una valutazione con informazioni sulla sua resilienza di fronte agli impatti.
La resistenza all'impatto può essere un tratto molto critico. I carichi d'urto possono verificarsi in situazioni di emergenza o in condizioni non ottimali e guasti materiali sarebbero catastrofici in queste situazioni. Alcuni materiali rimangono in ambienti a basso impatto fino a quando non sono necessari, a quel punto possono essere sottoposti a forze immense e devono essere affidabili. Le barriere stradali, ad esempio, non hanno bisogno di molta resistenza allo stress fino a quando un veicolo non si prende cura di loro, a quel punto devono essere in grado di assorbire e rispondere all'impatto.
Sono disponibili diverse tecniche per misurare la forza d'impatto. In tutti i casi, i tecnici addestrati utilizzano apparecchiature accuratamente calibrate per ottenere un risultato quantificabile e ripetibile. Un'opzione è l'uso di un pendolo pesato. I tecnici posizionano il materiale in una culla e rilasciano il pendolo per vedere cosa succede. Prendono atto del livello di sforzo da sforzo richiesto per iniziare a spaccare, piegare o perforare il materiale e registrano anche il punto di rottura.
L'elevata forza d'impatto può derivare da compromessi. I materiali leggermente flessibili tendono a gestire meglio gli impatti perché possono deformarsi e rimbalzare, ma ciò potrebbe non essere desiderabile con cose come i materiali da costruzione. Rendere il materiale più duro e più rigido può creare caratteristiche fragili, il che significa che il materiale può frantumarsi in condizioni di stress relativamente basso. I progettisti dei materiali devono pensare alle applicazioni di un materiale e sviluppare il miglior compromesso tra i tratti disponibili.
Ci sono alcuni inconvenienti che incidono sui test di resistenza. Mentre l'apparecchiatura è molto controllata e gli impatti sono misurabili, le condizioni controllate possono fornire false informazioni sui materiali. Sul campo, dove i materiali possono essere miscelati, messi insieme in posizioni non ideali, compromesse dalle intemperie e così via, i materiali potrebbero non funzionare a pressioni inferiori alla resistenza all'impatto prevista. Le aziende eseguono il maggior numero possibile di test, anche con materiali dentellati, stagionati e altrimenti sottoposti a sforzi, per ottenere i risultati più adatti e applicabili.