Che cos’è la deformazione elastica?

La deformazione elastica è un cambiamento reversibile della forma di un materiale, in cui si piega fuori posizione e scatta indietro dopo che la deformazione è stata rilasciata. Un esempio comune può essere visto negli occhiali con montatura memory, che chi li indossa può piegare o accartocciare nella mano prima di rilasciarli, permettendo loro di tornare alla loro forma normale. Questa proprietà può essere vista in una varietà di materiali e la valutazione della linea di demarcazione tra deformazione elastica e plastica, in cui il cambiamento di forma diventa permanente, è una parte importante delle prove sui materiali.

Per molti materiali è desiderabile una certa elasticità. La capacità di riprendersi da uno stress relativamente basso può mantenere i materiali resistenti e utili più a lungo. Memory, schiume, metalli e gel mostrano tutti questo tratto. L’elasticità del materiale gli consente di riprendersi dalle sollecitazioni per ripristinare la normale funzionalità, anche se nel tempo e in determinate condizioni il materiale può diventare fragile e potrebbe non presentare un intervallo di deformazione elastica così ampio. I materiali spesso diventano meno flessibili quando sono freddi o sottoposti a sostanze chimiche indurenti che interferiscono con la loro elasticità.

Con la deformazione plastica, il materiale cambia forma in modo permanente, anche se non fallisce. Questo può anche essere un tratto utile con alcuni materiali; le barriere autostradali, ad esempio, sono talvolta progettate per cedere sotto la pressione di un’auto rimanendo sul posto, per fermare le auto senza farle rimbalzare sulla carreggiata. Quando il materiale si rompe a causa dello stress, questo può rappresentare un rischio. I materiali con un punto di rottura basso sono detti fragili.

I test sui materiali possono determinare l’eventuale deformazione elastica mostrata da un materiale. Potrebbe essere possibile modificare la configurazione del materiale per aumentare l’elasticità. Con le plastiche polimeriche, ad esempio, è possibile aggiungere materiali ammorbidenti speciali alla miscela per consentirle di piegarsi e cedere sotto pressione senza cambiare forma in modo permanente. La deformazione elastica sotto pressione può essere utile per cose come le schiume di memoria nei sedili, che possono cedere sotto peso e tornare indietro per adattarsi a una persona diversa.

Un’eccessiva deformazione elastica può diventare un problema. Con alcuni materiali, l’elasticità non è un tratto desiderabile e il materiale è reso più fragile, ma più forte, in modo che possa resistere alle sollecitazioni. In un edificio, ad esempio, una piccola quantità di cedimento può prevenire problemi, ma se le travi si piegano e si flettono selvaggiamente, potrebbero danneggiare altri componenti strutturali dell’edificio. Ciò potrebbe creare crepe nel rivestimento, danni agli impianti elettrici, pareti e pavimenti irregolari e così via.