Alberto Carpinteri - Meccanica della frattura

Nel presente volume sono raccolte le lezioni tenute nell'ambito del Corso di Approfondimento Su «La Meccanica della Frattura: Fondamenti e Applicazioni Strutturali», organizzato dal COREP (Consorzio per la Ricerca e l'Educazione Permanente) e dal Dipartimento di Ingegneria Strutturale del Politecnico di Torino, e svoltosi presso il Politecnico di Torino, dal 4 al 6 Giugno 1990. Nel Capitolo I si introducono i concetti fondamentali di resistenza specifica, energia di frattura e duttilità, e sì mostra come, mentre i primi due rappresentano proprietà intrinseche del materiale, il terzo costituisca una caratteristica strutturale, legata alle dimensioni dell'elemento. Si richiama inoltre la nozione classica dì «concentrazione degli sforzi», in relazione ai casi di fori, circolari ed ellittici, presenti in lastre sottoposte a trazione. Nel Capitolo 2 si ripropone l'ormai storico criterio energetico di Griffith, dopo di che vengono descritti nei dettagli i due metodi analitici, rispettivamente dovuti a Westergaard (Metodo dei Potenziali Complessi) e a Williams (Metodo degli Sviluppi in Serie), che determinano la potenza della singolarità del campo tensionale nell'intorno dell'estremità di una fessura, o, più in generale, nell'intorno del vertice di un angolo rientrante. Definita quindi la nozione innovatrice di «intensificazione degli sforzi», si pongono in diretta correlazione tale trattazione tensionale con quella energetica, tramite la dimostrazione dovuta ad Irwin. Nella seconda parte del capitolo vengono discussi i tre modi elementari di sollecitazione della fessura (apertura, taglio, strappo), i fenomeni non lineari, di plasticizzazione e danneggiamento, che sempre sì riscontrano all'estremità delle fessure reali, nonché gli effetti dimensionali, e la connessa transizione duttile-fragile, che si verificano a causa di tali fenomeni. Nel Capitolo 3 sono descritte tutte le più importanti metodologie dì prova tuttora utilizzate per la determinazione sperimentale dei parametri di tenacità alla frattura. Sono riportati gli aspetti salienti relativi alla Norma ASTM E399, per la determinazione del fattore critico dì intensificazione degli sforzi K_IC per i materiali metallici, alla Raccomandazione RILEM, per la determinazione dell'energia di frattura G_F di malte e calcestruzzi, e, infine, al Metodo ISRM, per la determinazione della tenacità alla frattura delle rocce. Si fa cenno, inoltre, alle prove dinamiche, alle prove in regime elasto-plastico e alle più note tecniche di indagine non-distrutti va per il rilevamento dei difetti. Nel Capitolo 4 sono trattate le principali tecniche numeriche, basate sul Metodo degli Elementi Finiti, capaci di simulare i processi di formazione, di avanzamento sta­ bile, di propagazione instabile o di arresto, delle fessure…