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Titolo: Piccolo corso di meccanica generale. Lez N° 2.

Lezione N° 2 -Il  "grado di sicurezza".
(Ovvero dove si scopre come le galline siano poco attente
  alla propria incolumità ).
Nella lezione precedente abbiamo definito cosa è il
"carico di sicurezza" di un certo materiale.
Lo ricordo per i distratti :
"Carico di sicurezza" di un materiale è il massimo carico in Kg/mmq
che un certo materiale può sopportare in tutta sicurezza.
E' questo dato che si utilizza nei progetti o verifiche strutturali, ed è
quindi  importante definirlo con accuratezza.
Una cosa è certa : di ogni materiale praticamente utilizzabile si conosce
esattamente il carico di rottura del materiale stesso, perchè il produttore
lo rende noto e lo certifica, oppure  perchè sono state effettuate
delle misurazioni ufficiali in proposito.
Non è altrettanto semplice ed attendibile ricavare da prove strumentali
il carico al limite di elasticità, che potrebbe essere considerato
già lui stesso un indice del carico di sicurezza.
Per questo motivo si è ritenuto opportuno definire il carico di sicurezza
come una quota parte del carico di rottura, da ricavarsi dallo stesso
tramite un indice di riduzione, chiamato "grado di sicurezza", e del quale
se ne parla appena qui sotto.
Un' altra cosa è altrettanto certa : il grado di sicurezza di una certa
struttura dovrà essere diverso in funzione dell' impiego previsto
e del tipo di carico.
Mi spiego meglio.
Converrete con mé che la sicurezza "intrinseca" delle funi di sollevamento
di un ascensore dovrà essere certamente superiore a quello di una tettoia
per un pollaio (le galline ci perdoneranno), ed un organo di macchina
soggetto a sforzi di direzione alterna, (pensate ad una biella in un motore
a scoppio) dovrà essere calcolato con un margine superiore rispetto
ad una struttura statica, la quale non è soggetta a carici dinamici.
Se indichiamo con "m" il grado di sicurezza da applicare nei varii casi,
dividendo il carico di rottura del materiale per il grado di sicurezza
stesso si otterrà per l' appunto il carico di sicurezza da utilizzare
nei calcoli per il progetto o la verifica delle strutture.
Cioè :
                          R
              K =  ____
                          m
Che si legge :
"Il carico di sicurezza K di un materiale è il rapporto tra il carico di
rottura del materiale stesso R diviso il grado di sicurezza m ".
Il grado di sicurezza è anche conosciuto come "coefficiente di sicurezza"
oppure "grado di stabilità".
Ma quanto vale questo fantomatico "m" ?
Da 3 a 20 e più, a seconda dei varii casi.
Facciamo qualche esempio :
- materiali ferrosi laminati      3 - 4
-    "             "         fusi         6 - 8
- legnami varii                       8- 10
- laterizi e pietre                  12 - 20
- calcestruzzi                        6 - 15
Questi sono valori medi, validi per carichi statici.
Se il carico applicato varia rapidamente tra lo zero ed un massimo,
i valori di cui sopra devono essere aumentati di circa il doppio.
Se il carico  invece varia tra un minimo ed un massimo di segno
opposto (cioè la forza applicata in una certa direzione si inverte di segno
(pensate allo stelo di uno stantuffo a doppio effetto, che
alternativamente è sollecitato a trazione e compressione),
devono essere aumentati del triplo.
Ulteriori aumenti vanno portati in funzione della temperatura di lavoro,
di possibili urti, e di altre cosuccie che ora non mi vengono in mente.
Aggiungo inoltre che certi particolari materiali, come la ghisa, il legno,
le pietre, il calcestruzzo, il vetro, ecc., hanno comportamenti ben
diversi se sottoposti a carichi di trazione piuttosto che di compressione.
Su molti manuali, perciò, anzichè i valori del grado di sicurezza   di
ciascun materiale, sono riportati direttamente i valori dei carichi di
sicurezza in forma separata per trazione e compressione, ed in genere
applicabili per sollecitazioni  statiche.
Occhio perciò, se vi capita di leggerli, di interpretare i dati con
correttezza.
Vediamo ora quali sono le principali sollecitazioni alle quali può essere
sottoposta una semplice struttura.
Cominciamo con il dire che queste possono essere di tipo semplice o
composto.
Le sollecitazioni semplici sono :
- trazione
- compressione
- taglio
- flessione
- torsione
Lo scopo del calcolo  strutturale è quello, per ognuna di queste
singole sollecitazioni, di verificare una specifica "equazione di
stabilità".
Essendo 5 il numero delle sollecitazioni, 5 dovrebbe essere anche
il numero delle equazioni di stabilità (cioè una per ogni singola
sollecitazione).
Gli sforzi di trazione e compressione però obbediscono entrambi
ad un' unica legge, e quindi le equazioni di stabilità per le sollecitazioni
semplici si riducono al numero di 4.
Meglio così !
Le sollecitazioni composte sono invece la risultante di 2 o più di quelle
precedenti, e cioè:
- tensoflessione
- pressoflessione
- flessione/taglio
- flesso torsione
- flessione/taglio con l' aggiunta di sforzi assiali (piuttosto comune
   in edilizia)
- ecc. ecc.   (se volete, andate pure avanti  voi....)
Le sollecitazioni composte nella pratica applicazione sono meno
significative di quelle semplici, però il loro studio è notevolmente più
complicato, in quanto il relativo calcolo fà riferimento ad equazioni
matematiche di terzo grado, che non sono proprio bruscolini. :-)
Sarà per un' altra volta.
Alla prossima, come si calcola (o si verifica) una struttura sottoposta
a trazione o compressione.
Cordialità.
                 Paul

                  Paul
Caro Paul ma....e' sicuro di non aver sbagliato sito? Questo non e' il
MIT.ciao Felix 
-- 
questo articolo e` stato inviato via web dal servizio gratuito 
http://www.newsland.it/news
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ab...@newsland.it

Felix, saresti cosě cortese da NON riportare tutto il testo del messaggio
nelle tue risposte. Sarebbe piů facile leggere il tutto.
Grazie e scusa se mi sono permesso di fare questa precisazione.,
Ciao,
Piero

                  Paul
Lezione 2 assimilata, anche questa chiarissima.
Rimango in attesa delle prossime.
Fabbrogiovanni