Quando si parla di prove meccaniche automotive stiamo sottintendendo una gamma piuttosto ampia e diversificata di test che si possono eseguire sui materiali (metalli, leghe, polimeri, gomma, vetro, tessuti, pellami, ecc.) o sui componenti destinati al settore automobilistico, in due fasi ben distinte del processo di produzione.
Nella fase di progettazione, le prove meccaniche automotive permettono di controllare le caratteristiche chimiche, meccaniche, fisiche dei componenti al fine di verificarne perfomance e tenuta a fronte di lavorazioni meccaniche, trattamenti termici, saldatura, sabbiatura, verniciatura, zincatura metco e altri trattamenti tipici del settore.
Nella fase di controllo della qualità e conformità alle normative vigenti, le prove meccaniche automotive consentono invece di verificare la corrispondenza di un materiale a specifiche esigenze di produzione.
Come abbiamo visto nell’articolo “Prove meccaniche sui materiali – Parte prima“, conoscere le proprietà meccaniche dei materiali è fondamentale per individuare il tipo di materiale più adatto per un determinato utilizzo. Nel caso, ad esempio di un ammortizzatore sottoposto a continue sollecitazioni dinamiche, è indispensabile che tale componente venga costruito con un acciaio ad alto tenore di carbonio o altro materiale provvisto di elevata resistenza alla fatica.
Prove meccaniche automotive: come possiamo distinguerle
Ogni materiale può essere più o meno duro, più o meno resistente, più o meno duttile rispetto ad un altro. Può possedere cioè, la capacità di resistere a sollecitazioni meccaniche (come trazioni, pressioni, urti, ecc.) ma anche termiche e ambientali in modo e grado diverso. Grazie alle prove meccaniche automotive è possibile individuare le proprietà meccaniche di tutti i componenti metallici, plastici ed elettronici avente come destinazione d’uso i veicoli a motore.
Le tipologie di prove meccaniche automotive possono essere distinte innanzitutto tra:
PROVE CONVENZIONALI E PROVE SIMULATE O REALI
Le prime forniscono una serie di valori e di grandezze con le quali vengono confrontati, catalogati e caratterizzati i diversi materiali. Le seconde riproducono le condizioni di utilizzo del materiale nel modo più fedele possibile.
PROVE STATICHE E PROVE DINAMICHE
Le prove meccaniche automotive sono statiche quando le sollecitazioni vengono applicate in modo graduale e per un tempo abbastanza lungo. Rientrano in questo primo gruppo le prove di trazione a temperatura ambiente, prove di trazione a temperatura controllata, prove di compressione, prove di durezza (Vickers, Brinell, Rockwell).
Al contrario, sono dinamiche, quando la sollecitazione vengono applicate in un tempo molto breve. Tra queste le prove d’urto e le prove di resilienza Charpy.
PROVE A CARICO OSCILLANTE E INSISTENTE
Rientrano tra le prime le prove di fatica, tra le seconde le prove di scorrimento a caldo.
PROVE D’ATTRITO
Quando vengono effettuate tra due corpi tra loro striscianti (attrito radente) o rotolanti (attrito volvente).
PROVE PERIODICHE
quando si ripetono ciclicamente nel tempo con frequenza elevata.
All’interno di tali distinzioni, possiamo effettuare ulteriori classificazioni che ci consentono di parlare di:
Prove di resilienza
La prova di resilienza è una prova di laboratorio utile a misurare la capacità di un materiale a resistere a forze dinamiche applicate in tempi brevissimi. I materiali con una buona resilienza sono anche materiali resistenti, dotati di buona tenacità. I materiali con una scarsa resilienza sono, invece, fragili.
Prove di resistenza al crack di tensione ambientale ESCR
La prova consente di misurare la capacità di un polimero di resistere alla formazione di crepe, incrinature, deformazioni dovute alla continua esposizione ad agenti di stress cracking (tensioattivi e sostanze chimiche come alcol, saponi, vernici, sostanze contenenti umidità, ecc.) che ne favoriscono la fragilità.
Prove per determinare la densità apparente di granuli e polveri
Determinare la densità apparente è un parametro importante per le materie prime come granuli e polveri: una variazione nelle materie prime, segnalata da una variazione nella densità, potrebbe danneggiare il funzionamento o la qualità del componente finale.
Prove di trazione
Le prove di trazione consentono di misurare la resistenza a rottura di componenti o materiali destinati al settore racing e automotive, quando sottoposti a un processo di allungamento. Queste prove forniscono anche una descrizione del comportamento plastico dei metalli.
Prove a fatica
Le prove a fatica sono essenziali per simulare sperimentalmente le tipologie di carico funzionale a cui può essere sottoposto un materiale o un prodotto finito e determinare la resistenza meccanica a fatica.
Prove di trazione ed impatto ad alta velocità
Queste particolari tipologie di prove meccaniche automotive forniscono informazioni importanti sulla capacità di un componente in metallo o polimerico di resistere alla frattura in relazione anche alla velocità del carico applicato.
Prove di durezza Vickers, Rockwell e Knoop
Queste prove consentono di testare la durezza di materiali (come leghe di acciaio, acciaio al carbonio, altre leghe metalliche) e trattamenti superficiali (cromatura, zincatura, ecc).
Prove meccaniche automotive: macchine di prova e strumenti misura
Specializzata nella fornitura di macchine prova materiali e sistemi di misura, Amse S.r.l. propone diversi strumenti per l’esecuzione di prove meccaniche per il settore automotive e racing. Tra queste segnaliamo:
AMSE propone una gamma completa di strumenti scientifici per l’esecuzione di prove d’impatto sui materiali polimerici secondo i metodi Charpy e Izod.
AMSE propone il pendolo modello XJLD 50 dedicato per la prova di impatto a trazione secondo la normativa internazionale: ISO 8256.
AMSE Environmental Stress Cracking (ESCR)
L’Environmental Stress Cracking è la causa più comune di rottura dei manufatti in plastica.
L’ESC può essere definito come l’accelerazione dello stress cracking dovuta al contatto con un fluido (liquido o vapore, per esempio soluzioni caustiche sul polipropilene) o con agenti “rigonfianti” senza degradazione chimica.
AMSE Strumento per determinare la densità apparente
Lo strumento è progettato per determinare la densità apparente di granuli e polveri. È ideale per il controllo qualità delle materie prime.
Sono disponibili vari modelli che variano in base alla metodologia di prova prevista dalla normativa di riferimento.
SHIMADZU Dinamometri elettromeccanici
SHIMADZU fornisce una vasta gamma di macchine di prova universali in grado di rispondere alle più svariate applicazioni riguardanti il settore automotive.
Tutti gli strumenti sono conformi alla ISO 527, ISO 178, ISO 6892-2009 ed altre norme internazionali equivalenti.
SHIMADZU Macchine per prove a fatica Serie Servopulser
Shimadzu fornisce una vasta gamma di macchine per prove a fatica con capacità variabile. Disponibili in modelli elettromeccanici ed idraulici in funzione dei carichi e delle frequenze da raggiungere.
SHIMADZU High speed impact testing machine – HITS-X Series
La macchina per prove di trazione ed impatto ad alta velocità HITS-X è in grado eseguire test ad alta velocità fino ad un massimo di 20 m/s (72 km/h).
SHIMADZU Microdurometri serie HMV-G
SHIMADZU fornisce una completa gamma di microdurometri per misurare la durezza Vickers, Rockwell e Knoop dei metalli. Disponibili in diverse versioni: dal modello manuale a quello completamente automatico.
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AMSE Pendoli Charpy e Izod
AMSE propone una gamma completa di strumenti scientifici per l’esecuzione di prove d’impatto sui materiali polimerici secondo i metodi Charpy e Izod.
AMSE Pendolo a trazione
AMSE propone il pendolo modello XJLD 50 dedicato per la prova di impatto a trazione secondo la normativa internazionale: ISO 8256.
AMSE Environmental Stress Cracking (ESCR)
L’Environmental Stress Cracking è la causa più comune di rottura dei manufatti in plastica.
AMSE Strumento per determinare la densità apparente
Lo strumento è progettato per determinare la densità apparente di granuli e polveri. È ideale per il controllo qualità delle materie prime.
SHIMADZU Dinamometri elettromeccanici
SHIMADZU fornisce una vasta gamma di macchine di prova universali (meglio conosciute come dinamometri) in grado di rispondere alle più svariate applicazioni
SHIMADZU Macchine per prove a fatica Serie Servopulser
Shimadzu fornisce una vasta gamma di macchine per prove a fatica con capacità variabile. Disponibili in modelli elettromeccanici ed idraulici in funzione dei carichi e delle frequenze da raggiungere.
SHIMADZU High speed impact testing machine – HITS-X Series
La macchina per prove di trazione ed impatto ad alta velocità HITS-X è in grado eseguire test ad alta velocità fino ad un massimo di 20 m/s (72 km/h).
SHIMADZU Microdurometri serie HMV-G
SHIMADZU fornisce una completa gamma di microdurometri per misurare la durezza Vickers, Rockwell e Knoop dei metalli. Disponibili in diverse versioni: dal modello manuale a quello completamente automatico.
