Prove di trazione: una storia avvincente

Le prove di trazione sono solo uno, seppur importante, metodo di misurazione della qualità delle proprietà fisiche implementato da una macchina di prova universale. Una macchina di dimensioni adeguate con capacità di carico sufficiente e gestita da un software moderno consente di eseguire test in qualsiasi settore, se dotata delle impugnature corrette. Tutte le immagini Fonte: Mecmesin, una società del gruppo PPT

I test fisici sono un passaggio essenziale nel percorso di qualsiasi prodotto dal produttore al cliente. In effetti, può verificarsi in più fasi, dal ciclo di progettazione e sviluppo fino ai processi di produzione. Per ciascuna azienda, la natura appropriata del test varierà. Ciò che definisce l'idoneità allo scopo dipende dal ruolo del prodotto nel servizio e in alcuni settori in cui ha soddisfatto le normative di settore. In termini semplici, la prestazione funzionale viene valutata applicando un carico sul pezzo di prova e misurando il valore al quale si verifica qualcosa di significativo.

Questo carico può essere una forza o una coppia, applicata per separare qualcosa, spingerlo insieme o ruotarlo in entrambe le direzioni. La prova di trazione è il pezzo forte: si utilizza una macchina di prova universale (UTM) per applicare una forza assiale per allungare o separare il provino. Il carico esatto è facilitato dal modo in cui viene afferrato il provino e da come questa forza assiale interagisce con esso. Gli accessori di fissaggio montati sul telaio di prova controllano questa interazione ed eseguono il carico preciso richiesto.

Moses Da Rocha, responsabile prodotti e applicazioni, PPT Group, spiega le tendenze nei test universali.

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La compressione spesso tiene insieme le cose, quindi fissare il campione è un po' più semplice. Afferrare gli oggetti che stai separando in modo sicuro e senza scivolare e in modo tale da non romperli nel punto di contatto, il che crea un aumento di stress, è più una sfida. Nelle prove di trazione, il fissaggio prevede un componente superiore fissato alla "traversa" mobile del telaio non solo per sostenere il campione, ma per eseguire la trazione. Il peso dell'impugnatura superiore è da considerare poiché eserciterà un carico gravitazionale sulla cella di carico. Una presa inferiore sostiene un'altra parte del provino, in alcuni casi l'estremità opposta di un singolo componente, in altri un'altra parte di un assieme.

Due tipi fondamentali di prove di trazione sono ampiamente rilevanti; il campione di prova è abbastanza resistente da resistere alla rottura o è facile da usare in modo sicuro ed efficiente?

Per le prove distruttive, l'attrezzatura deve garantire che il provino si rompa nel punto di interesse e non nel/i punto/i in cui viene trattenuto.

La misurazione del carico di rottura a trazione (UTS), della tenacità e della resistenza alla rottura sono obiettivi comuni delle prove distruttive. Questi valori di picco sono utili nell'ambiente di controllo qualità (QC) (eseguito presso il punto di produzione) e nel ciclo di ricerca e sviluppo/NPD per verificare le prestazioni funzionali, in particolare nei prodotti critici per la sicurezza che possono essere progettati per supportare carichi di trazione in servizio .

Testare che qualcosa non si rompa è vitale, ma lo è anche testare che funzioni come previsto. I prodotti che finiscono nelle mani del cliente devono funzionare in modo efficiente ed ergonomico. Ciò significa spesso che la forza bassa è l'ideale poiché gli utenti previsti potrebbero essere bambini, anziani o infermi. Un intervallo di valori di tolleranza è solitamente l'obiettivo da superare; al di sotto del quale il prodotto potrebbe funzionare in modo non sicuro o accidentale e al di sopra del quale l'utente potrebbe non essere in grado di utilizzarlo affatto. Inoltre, più informazioni rispetto ad un semplice valore di picco indicheranno ulteriori livelli di qualità percepiti dall'utente.

Gli attributi tattili come sensazione, resistenza e feedback positivo possono essere quantificati dai risultati grafici forniti dal software del sistema di prova di trazione. Le caratteristiche della curva di forza (liscia, costante, crescente, decrescente) possono essere correlate agli obiettivi di qualità di riferimento.

Abbiamo visto alcuni test di trazione universalmente implementati nel vasto campo dei prodotti fisici ingegnerizzati, costruiti per durare e facili da usare. L'UTM (in configurazione prova di trazione) può anche essere aromatizzato per eseguire importanti test di qualità come strumento scientifico in altri diversi settori. I tecnologi alimentari sono costantemente sfidati a progettare prodotti che si guastano e il modo in cui ciò avviene è talvolta il fattore più importante per l'accettazione della qualità. Il parametro sensoriale "sensazione in bocca" qualifica la sensazione del cibo in bocca quando viene morso o masticato. Termini di consistenza come tenero, croccante, maturo e fresco sono correlati alle proprietà meccaniche del cibo, che è essenzialmente un materiale e può essere testato allo stesso modo. Molti test di consistenza utilizzano dispositivi per applicare la compressione (mordere comprime il cibo per schiacciarlo o affettarlo), ma anche il metodo del test di trazione ha una rilevanza diretta, non solo per quanto riguarda la sensazione in bocca, ma anche per replicare il suo comportamento durante la lavorazione, la preparazione e il confezionamento.