• Relazione modulo elastico plasticità
• Plasticità
• Modulo elastico
• Modulo di Young
• Yoshida Uemori

La dipendenza fra modulo elastico e plasticità è un fenomeno riscontrato in diversi materiali metallici già da tempo. Negli ultimi anni tuttavia è stata argomento di numerose ricerche specialmente nel settore automotive, tipicamente in applicazioni di formatura di particolari, poiché l’utilizzo crescente di acciai ad alte performance, come gli AHSS, ha reso cruciale affinare i modelli costitutivi dei materiali per poter simulare correttamente il ritorno elastico (springback) dei particolari stampati.
In realtà tale fenomeno può avere rilevanza anche in altre applicazioni, non appartenenti al mondo automotive: un esempio più essere il settore dei cilindri in pressione ed in particolare lo studio dell’autoforzamento (autofrettage) dei cilindri in pressione per migliorarne la resistenza a fatica. Tipicamente in questo ambito è noto e dibattuto l’effetto Bauschinger, ciò nonostante trascurare la variazione di modulo elastico con la plasticità non è consigliabile in quanto porta a sovrastimare la resistenza a fatica.
Questa tesi si pone l’obiettivo principale di caratterizzare un particolare acciaio da costruzione (AISI 4140) a partire dalla misurazione del modulo elastico con tecnica vibrometrica poiché questa consente precisioni maggiori di quelli ottenibili con la macchina di trazione. Obiettivi secondari sono stati quelli di redigere un metodo di misura ripetibile e affidabile, in grado di assicurare misure statisticamente precise e significative, e di stimare l’effetto della temperatura sulle misure del modulo elastico per verificarne l’attendibilità. Infine, partendo dal modello Yoshida-Uemori, è stata proposta una legge costitutiva del materiale.

Elastic Modulus dependency on plasticity is a phenomenon that was found in several metallic materials. Recently it was the subject of many researches typically in automotive sector and stamping process because the adoption of new high performance steels, such as AHSS, has made constitutive models for simulating the springback of pressed components very crucial for good results.
Actually, this phenomenon could be relevant in other applications even outside automotive sector: for example the pressure vessels industry and in particular the autofrattage technology developed to achieve better performances in fatigue strength. Typically, in this field Bauschinger effect is well known and discussed, nevertheless ignoring elastic modulus dependency on plasticity lead to overestimate fatigue strength.
This work main subject is to produce a constitutive law for AISI 4140 using elastic modulus measurements obtained by vibrometric analysis, which allows achieving higher precision levels than common tensile tests. Secondary subjects are drafting a repeatable and reliable measure method, capable of ensure statistically precise and significant measures, and estimating the effects of temperature on elastic modulus measurements. Finally, using Yoshida-Uemori model, a constitutive law for tested material was proposed.