Prova di flessione ASTM E290 su provini e campioni in metallo

Esistono svariati tipi di prove di flessione, ognuno caratterizzato dall’impiego di appositi strumenti che vengono montati sulla macchina universale di prova. Ad esempio, in alcuni casi il test si arresta una volta raggiunto un angolo preimpostato nella ricetta. Può anche capitare che la ricetta venga impostata in modo da far interrompere il test solo quanto il campione è completamente piegato, e le due estremità si sfiorano.

Ovviamente, il materiale da testare è uno dei principali elementi da considerare quando si sceglie la macchina di prova e la strumentazione in quanto determina il carico richiesto, assieme a fattori come le dimensioni e la forma del campione. Altri dettagli da definire sono gli attrezzi richiesti, che variano anche in funzione dello standard, la necessità o meno di estensimetri (che possono essere sia meccanici, che video estensimetri) e molto altro ancora.

Ovviamente, un estensimetro senza contatto (in inglese “contactless”) garantisce la massima flessibilità e permette di misurare l’angolo di piega sia durante la prova, in tempo reale, che al termine del test.

Nella fattispecie, la norma ASTM E290 è lo standard da seguire per le prove di piega (dette anche prove di flessione) su provini in metallo con lo scopo di misurare la loro duttilità.

Come funziona la prova di flessione?

Il test può essere eseguito in quattro modi principali, con altrettanti gradi di libertà di movimento del provino:

Se il campione può muoversi solo nello spazio delimitato da due blocchi laterali, si parla di prova di piegatura guidata e, a sua volta, ha delle varianti
1. Senza dima
2. Flessione a U
3. Piegamento a V (differente a seconda del metallo impiegato)
Se il provino rimane sempre a contatto con uno strumento durante il test, fino al raggiungimento di un angolo specifico e la misurazione avviene col carico applicato, stiamo effettuando una prova di flessione semi guidata; ne esistono varie versioni, tra cui
1. A blocco singolo
2. Specifica per campioni in metallo particolarmente sottili
Una prova in cui il campione non ha blocchi e le due parti possono avvicinarsi tra di loro, è detta libera, e si presenta come quella svolta nel video di esempio
Quando il provino viene piegato su sé stesso e appiattito seguendo la sua lunghezza, abbiamo una prova di flessione e appiattimento

Valutazione del risultato della prova di flessione ASTM E290

Alla fine del test di flessione, il campione viene esaminato:

In caso di rottura, il risultato è molto più evidente
In caso di rottura parziale, è necessario procedere con ulteriori valutazioni
- Quante crepe sono presenti? Si considerano crepe visibili all’occhio nudo, situate sulla porzione di campione convessa (ogni prodotto o materiale ha il proprio standard)
- Ci sono crepe negli angoli delle porzioni piegate? Quelle minori non vengono considerate (anche in questo caso lo standard specifica i dettagli)
- Le crepe all’interno dello spessore di un bordo del provino non sono di pertinenza dalla prova di flessione.

Nel caso qui esaminato, il cliente necessitava di uno strumento di prova a 360° per poter svolgere non solo le prove di flessione su tondini in acciaio di vario diametro, ma anche prove di compressione e di trazione a temperatura ambiente, e ad alta temperatura (infatti, la soluzione integrava anche un forno).

La nostra proposta è stata la macchina universale di prova modello Aura, nella versione da 30 tonnellate ma disponibile in vari modelli capaci di applicare carichi fino a 200 tonnellate.

Come accennato, una delle principali necessità del cliente era quella di eseguire la prova di flessione libera a 3 punti su tondini in acciaio per cemento armato, seguendo la norma ASTM E290, che prevede l’impiego di una semplice formula per calcolare lo spazio C tra i due supporti cilindrici:

C = 2r + 3t, ±(t/2)

Dove:

C è lo spazio tra i supporti
r è il raggio della porzione terminale dell’attrezzo con cui si applica la pressione
t è lo spessore del campione in metallo

Una rappresentazione grafica, in questo caso, può essere d’aiuto:

Prova di flessione ASTM E290 su provini e campioni in metallo

Per questo motivo Easydur costruisce dei supporti per prove di flessione estremamente solidi e completamente regolabili, dotati di scala millimetrata.

In conclusione, la prova di flessione volta alla misura della duttilità secondo standard ASTM E290 è un tipo di test diffusissimo che richiede grandi livelli di precisione: la soluzione ideale è proprio una macchina universale di prova Easydur.

Dal modello Dyno Universal, progettato per eseguire ogni tipo di prova con carichi fino ai 500 kg (5 kN) al modello 3MZ (fino a 5000 kg, o 50 kN) per concludere con il modello Aura, capace di raggiungere un carico di 200 tonnellate, si può sempre contare su un software intuitivo e ottimizzato per ogni standard di prova e ricetta, oltre che su una grande quantità di accessori totalmente personalizzabili.

Il software EasyQs permette la creazione di ricette di prova che possono essere memorizzate e richiamate velocemente all’occorrenza, per ottimizzare al massimo i tempi di test, e consente la redazione di report e statistiche esportabili in formato Excel.

Inoltre, le macchine di prova Easydur sono compatibili con il paradigma Industria 4.0 e impiegano il protocollo OPC-UA per la comunicazione con i software aziendali.