Le prove meccaniche sono test che vengono effettuati su oggetti o materiali che una volta commercializzati o messi in uso dovranno sopportare determinate condizioni di pressione, temperatura, trazione e in generale stress fisico. Lo scopo di questi test è quello di accertarsi che un oggetto sia adatto a sopportare tali condizioni senza che esse portino a rotture o deformazioni, oppure a malfunzionamenti che nel lungo periodo potrebbero anche rivelarsi pericolosi.
Queste prove meccaniche sui materiali avvengono in più fasi durante la progettazione e la messa in commercio di qualsiasi oggetto, anche quelli di uso comune, al fine di definirne le condizioni per un utilizzo sicuro e in alcuni casi anche per ottenere le certificazioni richieste.
Come si effettuano le prove meccaniche
Queste prove vengono effettuate utilizzando macchinari che simulano lo stress a cui l’oggetto sarà sottoposto. Il più comune è il test di compressione, effettuato utilizzando delle presse idrauliche che lentamente aumentano la propria pressione registrando modifiche nelle caratteristiche fisiche del campione. Test simili si effettuano anche per forze di taglio, flessione, torsione, elasticità e trazione. All’azione fisica di deformazione si aggiunge anche la possibilità di effettuare le prove in ambienti a temperatura controllata, per simulare ancora più precisamente quelle che saranno le condizioni di utilizzo finali.
Analizzando i dati si ricavano poi tutti i parametri necessari a proseguire nella progettazione, a definire i limiti massimi di operabilità di un determinato materiale o prodotto e ottenere una certificazione di idoneità a speciali utilizzi.
Dati e analisi
Durante tutta la realizzazione del prodotto vengono svolte le prove meccaniche che si articolano più fasi. Durante la progettazione si andranno a studiare quali materiali sono più adatti ad offrire la performance richiesta. Si andrà poi a relazionare non soltanto il materiale utilizzato, ma anche la forma delle singole componenti.
Se in queste due fasi si raggiungeranno i risultati sperati, si passerà poi alla fase della progettazione definitiva con la realizzazione di un prototipo con le fattezze dell’oggetto definitivo. Anche in questo caso si effettuerà una prova meccanica per garantirne la sicurezza e la resistenza allo stress, per poi richiedere tutte le certificazioni necessarie a metterlo in vendita o utilizzarlo in ambiti lavorativi.
I test meccanici consentono di simulare con estrema precisione quelle che saranno le sollecitazioni a cui costantemente si sottoporrà un oggetto, decretandone durabilità e limiti di utilizzo. Il tipo di test più comune riguarda l’utilizzo ciclico, ossia sollecitazioni non costanti nel tempo, ma solo momentanee e ripetute. Questa è la forma di test più comune perché la maggior parte degli oggetti sono sottoposti ad utilizzo di questo tipo e non viene presa in considerazione quella che è la deformazione di lungo termine.
Nel caso di prodotti il cui scopo sarà resistere a sollecitazioni costanti e prolungate (il cavo in acciaio di un ponte, la trave di un tetto, le staffe che sorreggono una mensola), il focus sarà sia sulla resistenza alla deformazione istantanea, sia sulla resistenza alla deformazione lenta e prolungata nel tempo.
Correzioni e certificazioni
Se dai test effettuati si osserva che le performance dell’oggetto sotto esame sono inferiori rispetto a quanto previsto, occorre tornare alla fase di progettazione per identificare il problema strutturale. Qualora un oggetto fosse comunque a norma di legge, si possono semplicemente restringere i limiti di utilizzo previsti allineandosi a quelli mostrati in fase di test.
Nel caso di alcuni prodotti che richiedono una certificazione per essere messi in commercio, tramite aziende specializzate è possibile effettuare i dovuti test e, ottenuti i risultati, fare immediatamente richiesta all’ente certificatore di riferimento.
