Un tensometro è un dispositivo utilizzato per determinare la risposta di un materiale a sollecitazioni variabili, chiamate carichi. La quantità di allungamento che un materiale ha quando è sotto sforzo fornisce importanti informazioni sulla resistenza alla trazione e alla fatica del materiale. I dispositivi tensometrici vengono utilizzati abitualmente nell’industria manifatturiera per garantire che le parti soddisfino i requisiti di resistenza e resistenza necessari.
I dispositivi tensometrici sono costituiti da due impugnature che tengono in posizione una sezione del materiale di prova. Queste pinze vengono quindi utilizzate per applicare una forza di trazione o compressione, chiamata carico, al provino. Gli strumenti tensometrici possono creare la forza attraverso l’uso di una vite o di un pistone idraulico, che sono alimentati da mezzi meccanici o elettrici.
Le camere sigillate possono essere utilizzate per alloggiare un tensometro. Questa configurazione consente di testare le caratteristiche di deformazione di un materiale a temperature e pressioni specifiche. Questo è fondamentale per testare i metalli utilizzati negli aerei e nei sottomarini, che possono subire drastici cambiamenti nella pressione atmosferica. Le camere sono utili anche per testare materiali che saranno esposti ad alti intervalli di temperatura.
I risultati accurati dei dispositivi tensometrici dipendono dalla qualità del provino. Qualsiasi difetto creato durante il processo di taglio può alterare i risultati dei test e portare a guasti prematuri sotto sforzo. Anche la più piccola incoerenza superficiale può rapidamente allargarsi e diffondersi sotto sforzo, portando a fratture precoci e affaticamento del metallo. Questo è lo stesso processo che causa l’affaticamento dei rivetti e delle lamiere metalliche prodotti in modo scadente e si guasta sugli aerei quando esposti ripetutamente alle sollecitazioni della pressione atmosferica.
I risultati prodotti dagli strumenti tensometrici forniscono il carico in funzione dell’estensione. Da questi dati, insieme all’area della sezione trasversale del provino, è possibile tracciare una curva sforzo-deformazione. Questa curva è unica per ogni materiale e fornisce misure chiave. Queste misure includono il limite elastico del materiale, il limite di proporzionalità, il carico di snervamento e la resistenza ultima.
I tensometri consentono agli ingegneri di determinare il modulo di Young per il materiale da testare. Il modulo di Young rappresenta la pendenza lineare iniziale della curva sforzo-deformazione di un materiale, definita come la resistenza a trazione divisa per la deformazione a trazione. La resistenza alla trazione è determinata dividendo la forza applicata per l’area della sezione trasversale del provino. La deformazione a trazione rappresenta la quantità di allungamento prodotta, divisa per la lunghezza originale del provino. I materiali esposti a una forza all’interno del modulo di Young, la porzione lineare iniziale della curva sforzo-deformazione, torneranno alla loro condizione originale dopo la rimozione del carico.
Il punto in cui la linea di sollecitazione-deformazione di un materiale inizia a curvarsi rappresenta il limite elastico del materiale. La deformazione causata da carichi superiori a questo limite determinerà una deformazione permanente del materiale, impedendogli di tornare alla sua condizione originale quando il carico viene rimosso. La forza massima, o deformazione, assorbita dal materiale rappresenta la sua forza massima. Questo potrebbe o non potrebbe essere uguale alla resistenza alla frattura del materiale.