Issue 19

L. Susmel et alii, Frattura ed Integrità Strutturale, 19 (2012) 37-50; DOI: 10.3221/IGF-ESIS.19.04

partendo da un valore stimato mediante gli elementi finiti, indipendentemente dalla dimensione dell’impronta. La comparazione diretta tra stime e risultati sperimentali ha consentito di evidenziare come la metodologia proposta sia, seppure nella sua semplicità, adatta a stimare i valori della durezza sia in campo macroscopico, che in campo microscopico, che, infine, in campo nanoscopico, e questo indipendentemente dalla dimensione assoluta dell’impronta utilizzata per la calibrazione del metodo stesso. Un tale approccio, seppure fondato su un forte pragmatismo ingegneristico, ha dato ottimi risultati, dimostrandosi, pertanto, un valido strumento da utilizzarsi in situazioni ingegneristiche di interesse pratico.

C ONCLUSIONI

 Le prove sperimentali condotte su tre materiali metallici diversi (Al 7075-T6, BS970-En3B e AISI 316L) hanno evidenziato un incremento della durezza rilevata al diminuire della superficie indentata;  Le simulazioni agli elementi finiti hanno dimostrato di essere attendibili fintantoché si resta nell’ambito di validità della meccanica del continuo, ovvero fintantoché le misure delle impronte hanno dimensione superiore alla dimensione media della grana cristallina;  Le proprietà meccaniche ottenute da test di trazione condotti su microprovini si sono rivelate non sufficienti ad estendere con successo l’utilizzo della meccanica del continuo alla simulazione di micro- e nano-deformazioni (come quelle di interesse in test di micro- e nano-durezza);  La metodologia ingegneristica proposta si è dimostrata un utile strumento da utilizzarsi, unitamente ai risultati numerici ottenibili con i più comuni codici di calcolo agli elementi finiti, in situazioni di interesse pratico per stimare la durezza dei materiali metallici, e questo indipendentemente dalla dimensione della superficie indentata. [1] A. G. Atkins, D. Tabor, Journal of Mechanics and Physics of Solids, 13 (1965) 149. [2] K. L. Johnson, Journal of Mechanics and Physics of Solids, 18 (1970) 115. [3] C. Rubenstein, Journal of Applied Mechanics, 48 (1981) 796. [4] K. W. McElhaney, J. J. Vlassak, W. D. Nix, Journal of Material Research, 13 (1995) 1300. [5] D. Tabor, The hardness of metals, Clarendon Press, Oxford, UK (1951). [6] N. A. Stelmashenko, M. G. Wallas, L. M. Brown, Y. V. Milman, Acta Metallurgica Materialia, 41 (1993) 2855. [7] Q. Ma, D. R. Clarke, Journal of Materials Research, 10 (1995) 853. [8] M. F. Ashby, Philos. Mag., 21 (1970) 399. [9] N. A. Fleck, G. M. Muller, M. F. Ashby, J. W. Hutchinson, Acta Metallurgica Materialia, 42 (1994) 475. [10] W. D. Nix, H. Gao, Journal of Mechanics and Physics of Solids, 46 (1995) 411. [11] B. Atzori, Appunti di Costruzione di Macchine. Ed. Libreria Cortina, Padova (2000). [12] A. E. Giannakopoulos, P. L. Larsson, R. Vestergaard, Int. J. of Solids and Structures 31, (1994) 2679. [13] Anon., ANSYS ® Reference Guide, (2011). [14] S. Wiersma, D. Taylor, Fatigue & Fracture Engn. Mater. Struct., 28 (2005)1153. B IBLIOGRAFIA

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