18.6 : Legge di Hooke

La legge di Hooke, principio cardine della scienza dei materiali, stabilisce che la deformazione subita da un materiale è direttamente proporzionale allo stress applicato, definito da un fattore chiamato modulo di elasticità o modulo di Young.

L'implementazione della legge di Hooke rimane valida finché il materiale non raggiunge il suo limite proporzionale. Oltre questo punto la relazione stress-deformazione diventa non lineare. Questo limite spesso coincide con il limite di snervamento per materiali di natura duttile. Tuttavia, identificare questo limite per altri tipi di materiali può essere difficile a causa della non linearità della relazione sforzo-deformazione.

I materiali sono classificati in due tipi principali in base alle caratteristiche meccaniche, come isotropi e anisotropi. I materiali isotropi, come i metalli, mostrano proprietà costanti indipendentemente dalla direzione del carico. Pertanto, la loro relazione sforzo-deformazione, compreso il modulo di elasticità, rimane costante indipendentemente dalla direzione dello sforzo applicato. D'altra parte, i materiali anisotropi come i compositi rinforzati con fibre mostrano proprietà meccaniche che dipendono dalla direzione del carico. Questi materiali sono costituiti da fibre di materiale robusto incorporate all'interno di una matrice più morbida. I moduli di elasticità lungo le direzioni parallele e perpendicolari alle fibre differiscono in modo significativo, determinando resistenze variabili al carico. La massima resistenza di questi materiali può essere raggiunta quando le fibre si allineano nella stessa direzione del carico.