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Come abbiamo già citato, questo tipo di bracci meccanici sono fortemente sollecitati e per questo motivo sono necessari materiali molto particolari che vengono comunemente usati per questi scopi. Sicuramente per garantire elevata resistenza è necessario utilizzare l’acciaio. Tuttavia non si usano comuni acciai da costruzione ma acciai ad alta resistenza come l’S690, S700, S890, S1100: pregiati acciai che poi vengono lavorati e assemblati per dare vita ai componenti del braccio articolato. I bracci delle gru devono avere una massa più bassa possibile e nello stesso tempo sopportare grandi carichi. Per questo motivo servono materiali che garantiscono elevatissima resistenza anche se le sezioni resistenti sono estremamente limitate. I materiali comuni sono troppo deboli, quindi è necessario impiegare l’altoresistenziale che consente, con spessori contenuti, di raggiungere elevati carichi di rottura e snervamento.

Come si può osservare dai disegni tecnici fornitici, i vari componenti del cinematismo sono frutto di un rigoroso processo di saldature di differenti parti che possono essere realizzate anche in materiali diversi. In particolare, si può osservare che sia il braccio 3 sia il braccio 4 sono costituiti da parti tutte realizzate in acciaio S700 mentre nel caso della biella e della forcella sia usano anche altri materiali come l’acciao Fe52, definito anche ST52 secondo la normativa tedesca. Secondo la nuova normativa italiana e quella europa questo tipo di acciaio da costruzione di uso generale viene definito anche nei rispettivi modi: Fe510 oppure S355 J2 G3.

C	Mn max	P max	S max	Si max	N max
0,2	1,6	0.035	0.035	0,55	0,009

C	Si	Mn	P	S	Al	Nb	V	Ti	Mo	altro
0,12	0,25	2	0,025	0,015	0,08	0,2	0,2	0,2	0,2	0,4

	S355 J3 G3	S700 MC
*Modulo di elasticità normale E*	206000 N/mm2
*Modulo di elasticità tangenziale G*	78400 N/mm2
Coefficiente di Poisson ν	0,266
*Coefficiente di dilatazione termica α*	1,2 x 10-5 °C-1
Massa volumica ρ	7860 kg/m3
*Carico di snervamento Rsn*	355 N/mm2	700 N/mm2
*Carico di rottura Rm*	510-680 N/mm2	780 N/mm2
*Allungamento percentuale a rottura A%*	20%	16%
*Resilienza KV*	27 J (a -20 °C)	40 J (a -40 °C)

Siccome la maggior parte dei pezzi è realizzata in acciao S700 MC, abbiamo deciso di semplificare la nostra analisi ipotizzando che tutti i componenti del braccio meccanico fossero costituiti da un unico materiale. A questo punto risulta necessario definire lo sforzo massimo ammissibile in base al coefficiente di sicurezza da applicare in fase di progettazione. In genere per materiali duttili come l’acciaio può essere scelto un coefficiente di sicurezza pari a 1,5 ottenendo uno sforzo massimo ammissibile pari a 466 MPa.