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ENGLISH
28-11-2025-Materials Technologies - Compression Testing- [EN]-[IT]
With this post, I would like to provide a brief introduction to the topic in question.
(lesson/article code: EX_LZ_26)
Image created with artificial intelligence, the software used is Microsoft Copilot
Introduction
Compression testing is a mechanical test in which a specimen is crushed between two platens of a testing machine to determine how the material behaves when subjected to compressive forces. Typically, the specimen is cylindrical or prismatic.
Essentially, during compression testing, the ratio between applied load and deformation (shortening) is recorded. During the test, a stress-strain diagram is obtained, similar to that of tensile testing, but instead of elongation, the piece, or specimen, undergoes shortening.
What is the purpose of the compression test
Image created with artificial intelligence, the software used is Napkin.ai
The compression test is mainly used to:
-Determine the compressive yield strength
-Determine the ultimate tensile strength for brittle materials
-Evaluate stiffness (elastic modulus), plastic behavior, and the presence of instability.
-To verify whether a material is suitable for working primarily under compression.
Exercise
We have a cylindrical copper billet (D0 = 50 mm) that is cold-upset from a height of 100 mm to 40 mm. Let's try to calculate the diameter at the end of the upset.
Procedure
Let's isolate the data we will need to complete the exercise:
D0 = 50 mm (initial diameter)
H0 = 100 mm (initial height)
h = 40 mm (final height)
First, consider that for uniform compression of a cylinder, volume constancy holds. Mathematically, we can express the concept as follows:
Replacing the areas with the correct formula for our cylinder, we get the following result:
Now we can simplify the formula for the term π/4 (formula a), then we rewrite it more simply (formula b), and finally we isolate D (formula c).
To this last formula (formula c), we apply our data and we have the following: follows:
Result
So, the final diameter of the billet after upsetting is 79.1 mm.
Using volume constancy for a virtually incompressible material, the increase in diameter is linked to the reduction in height. In practice, reducing the height from 100 mm to 40 mm increases the cross-section to approximately 79 mm in diameter: this is precisely the principle underlying upsetting and compression molding processes.
The drawing below represents the copper billet before and after compression.
Image created with artificial intelligence, ChatGPT software used
Conclusions
Compression testing is essential for understanding how a material resists crushing and is applied both in the study of ductile metals deformed cold or hot, and in the study of brittle materials such as cast iron, concrete, and bricks, which work under compression.
Question
Compression as a mechanical phenomenon was studied long before the standardized tests we use today existed.
Did you know that the Italian scientist and inventor Leonardo da Vinci (1452–1519) drew in his notebooks experiments on beams and blocks of material subjected to compression?
Did you know that the English physicist and biologist Robert Hooke (1635–1703), with his famous Hooke's Law, introduced the concept of proportionality between stress and elastic deformation?
ITALIAN
28-11-2025-Tecnologie dei materiali - La prova di compressione- [EN]-[IT]
Con questo post vorrei dare una breve istruzione a riguardo dell’argomento citato in oggetto
(codice lezione/articolo: EX_LZ_26)
immagine creata con l’intelligenza artificiale, il software usato è Microsoft Copilot
Introduzione
La prova di compressione è una prova meccanica in cui si schiaccia un provino tra due piatti di macchina di prova per vedere come il materiale si comporta quando è sottoposto a forze di compressione. Solitamente il provino è cilindrico o prismatico.
Sostanzialmente durante la prova di compressione viene registrato il rapporto tra carico applicato e deformazione (accorciamento). Durante la prova si ottiene il diagramma sforzo–deformazione analogo a quello della trazione, ma al contrario, invece di un allungamento, il pezzo, o provino, subisce un accorciamento.
A cosa serve la prova di compressione
immagine creata con l’intelligenza artificiale, il software usato è Napkin.ai
La prova di compressione serve principalmente per:
-A determinare il carico di snervamento a compressione
-A determinare il carico di rottura per materiali fragili
-A valutare la rigidezza (modulo elastico), il comportamento plastico, la presenza di instabilità.
-A verificare se un materiale è adatto a lavorare prevalentemente a compressione
Esercizio
Abbiamo una billetta di rame di forma cilindrica (D0=50 mm) che viene ricalcata a freddo dall’altezza di 100 mm a quella di 40 mm. Proviamo a calcolare il valore del diametro alla fine della ricalcatura.
Svolgimento
Isoliamo i dati che ci serviranno per svolgere l’esercizio:
D0=50mm (diametro iniziale)
H0=100mm (altezza iniziale)
h=40mm (altezza finale)
Innanzitutto consideriamo che per una compressione omogenea di un cilindro vale la costanza del volume. In modo matematico possiamo esprimere il concetto come segue:
Andando a sostituire le aree con la formula corretta da usare per il nostro cilindro avremo la seguente situazione:
Ora possiamo semplificare la formula per il termine π/4 (formula a), poi la riscriviamo in maniera più semplice (formula b) ed infine isoliamo D (formula c)
A questa ultima formula (formula c) applichiamo i nostri dati e avremo quanto segue:
Risultato
Quindi il diametro finale della billetta dopo la ricalcatura è di 79,1 mm
Usando la costanza del volume per un materiale praticamente incomprimibile, l’aumento di diametro è legato alla riduzione di altezza. In pratica, riducendo l’altezza da 100 mm a 40 mm, la sezione cresce fino a circa 79 mm di diametro: è esattamente questo il principio alla base delle lavorazioni per ricalcatura e stampaggio a compressione.
Il disegno qui sotto rappresenta la billetta di rame prima e dopo la compressione
immagine creata con l’intelligenza artificiale, il software usato è ChatGPT
Conclusioni
La prova di compressione è fondamentale per capire come un materiale resiste allo schiacciamento e si applica sia nello studio di metalli duttili deformati a freddo o a caldo, sia nello studio dei materiali fragili come ghise, calcestruzzi, laterizi, che lavorano a compressione.
Domanda
La compressione come fenomeno meccanico è stata studiata da molto prima che esistessero le prove normalizzate che usiamo oggi.
Sapevate che lo scienziato, inventore italiano Leonardo da Vinci (1452–1519) nei suoi taccuini disegnò prove su travi e blocchi di materiale sottoposti a compressione?
Sapevate che il fisico e biologo inglese Robert Hooke (1635–1703), con la famosa legge di Hooke, introdusse il concetto di proporzionalità tra sforzo e deformazione elastica?
THE END