Cos’è una prova di resistenza al taglio?

Una prova di resistenza al taglio è specificamente progettata per sottoporre un provino a sollecitazioni che inducono un cedimento per scorrimento lungo un piano parallelo alle forze applicate. In genere, le forze di taglio spingono una superficie di un materiale a muoversi in una direzione mentre la superficie opposta si muove nella direzione opposta, provocando una sollecitazione attraverso un movimento di scorrimento. A differenza delle prove di trazione e compressione, in cui le forze sono perpendicolari alle superfici di contatto, le prove di taglio comportano forze parallele a tali superfici.

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Qual è lo scopo delle prove di taglio?

L’applicazione principale di una prova di taglio consiste nel valutare la resistenza al taglio di un materiale, che rappresenta la massima sollecitazione di taglio che può sopportare prima di cedere. Questa caratteristica riveste una notevole importanza nella progettazione di vari elementi di fissaggio, tra cui bulloni e viti. Ad esempio, nel caso in cui un bullone fissi due piastre, le forze parallele che agiscono sulle piastre possono sottoporre il bullone a forze di taglio. Se il dispositivo di fissaggio si rompe sotto sforzo di taglio, potrebbe innescare una serie di cedimenti, potenzialmente in grado di provocare il crollo di una struttura più ampia.

Come si esegue una prova di taglio?

Per condurre correttamente una prova di taglio, è necessario seguire diverse fasi.

Innanzitutto, le prove di taglio comunemente utilizzate sono di due tipi.

La prima consiste nel posizionare il campione in un dispositivo modificato di flessione a tre punti o di piegatura a quattro punti. In questa prova, il campione viene caricato a doppio taglio, con forze applicate in due punti. Ancorando ogni estremità del campione, la forza viene esercitata sulla sezione centrale, con l’obiettivo di rimuoverla in modo che entrambe le estremità rimangano intatte.

Il secondo metodo di prova prevede che il campione abbia estremità affusolate, ciascuna inserita in dispositivi di presa sfalsati rispetto all’asse verticale del campione. Si applica quindi una tensione per tirare le facce opposte del campione in direzioni opposte, valutando la sua resistenza al taglio.

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Materiali nelle prove di taglio

Le prove di taglio comprendono comunemente tre materiali: substrati rigidi, adesivi e compositi stratificati. I substrati rigidi, che possono comprendere metalli, plastiche, ceramiche, materiali compositi o legni, si presentano tipicamente in forma solida e servono come elementi di base o di fissaggio in varie costruzioni. Gli adesivi, invece, sono impiegati per incollare due materiali e subiscono sollecitazioni di taglio quando sono sottoposti a forze direzionali opposte, con l’obiettivo di separare i materiali incollati. I compositi stratificati sono sottoposti a sollecitazioni di taglio simili a quelle degli adesivi, poiché le forze di taglio applicate agiscono sull’adesivo o sul laminato responsabile di legare insieme gli strati del composito.

Standard popolari nelle prove di taglio

ASTM D732 – Prove di resistenza al taglio delle materie plastiche
ASTM D1002 – Prove di taglio di giunzioni a lamina adesiva di metalli
ASTM D1037 – Prove di resistenza dei pannelli di fibre e particelle a base di legno
ASTM D3846 – Resistenza al taglio in piano delle materie plastiche rinforzate
ASTM D4762 – Apparecchiature di prova per compositi rinforzati con fibre a matrice polimerica
ASTM E143 – Apparecchiatura di prova del modulo di taglio a torsione
ISO 1827 – Apparecchiatura di prova per l’adesione a taglio della gomma al metallo
ISO 4587 – Resistenza al taglio a lamina adesiva di gruppi incollati rigidi a rigidi
ISO 10123 – Resistenza al taglio degli adesivi anaerobici
ISO 14129 – Compositi plastici fibrorinforzati – Determinazione della risposta di sollecitazione di taglio/deformazione di taglio in piano, compresi il modulo di taglio in piano e la resistenza, con il metodo di prova a trazione a ±45°.