Le azioni esterne, indicate anche come sollecitazioni, sono le azioni, dovute a un qualsiasi evento esterno, che modificano lo stato di un sistema. Limitandosi a un campo puramente fisico le sollecitazioni sono azioni esterne su un solido o una struttura che ne modificano lo stato iniziale determinando un nuovo equilibrio statico o dinamico. Le sollecitazioni su una struttura generica, con vincoli generici, possono essere di natura diversa:
• Sollecitazioni meccaniche.
• Spostamenti vincolari o nel campo.
• Sollecitazioni termiche.

Sollecitazioni meccaniche

Le sollecitazioni meccaniche sono le forze generalizzate che agiscono sulla struttura, ovvero forze e momenti, concentrati o distribuiti. Nel caso statico, ovvero immaginando che la struttura venga caricata in maniera quasi statica dallo stato iniziale allo stato finale, si viene a creare un equilibrio statico, con le reazioni vincolari che equilibrano le forze sulla struttura. La struttura stessa si deformerà e in essa insorgerano sforzi in risposta al carico esterno. Come affermò Hooke “tensio sic vis”. Un problema caro alla scienza delle costruzioni è quello del Cilindro di Saint Venant, ovvero una schematizzazione della trave. Le sollecitazioni meccaniche che agiscono sulla trave ai suoi estremi sono catalogate come:
• Forze assiali Nx
• Forze di taglio Tz Ty
• Momenti flettenti Mz My
• Momenti torcenti MT

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In caso di sollecitazioni con forze variabili nel tempo si possono generare vibrazioni e arrivare al fenomeno della risonanza meccanica. Nello studiare la risposta del sistema alle sollecitazioni meccaniche non statiche bisogna tenere conto delle forze di inerzia della struttura, per risolvere il problema dell’equilibrio dinamico.
Per quanto riguarda la meccanica dei corpi si studiano anche sollecitazioni di tipo impulsivo, cioè urti tra corpi, di tipo elastico o anaelastico.
Per quanto sopra esposto appare chiara l’importanza del modulo elastico dei materiali che compongono il sistema. Materiali diversi sotto l’azione di forze uguali hanno comportamenti diversi. Nel caso di Titanio con cui sono fabbricati i nostri impianti è sconsigliabile l’utilizzo di elementi di grado di durezza differente anche se collegati. La barra infatti risente nella distribuzione degli sforzi degli stati tensionali che inducono deformazioni negli elementi pilastro. (V. Fatica dei materiali)

Spostamenti

Gli spostamenti consistono nell’imposizione di una variazione geometrica dello stato della struttura, che determina la deformazione della struttura stessa e quindi l’insorgere di sforzi.
In base a questo concetto è molto importante l’analisi preliminare anatomo-fisiologica dei distretti da impiantare .
Le commessure anatomiche in quanto dotate di micro-movimenti non devono essere vincolate in modo eccessivo. Mai usare barre multitipo sovrapposte nelle zone incisali: Lo stesso vale in strutture distali in mandibole particolarmente sottili e quindi cedevoli.
Al contrario in mascellari ben rappresentati è opportuno irrigidire i settori distali effettuando solidarizzazione con due barre sovrapposte a canna di fucile.
Ad una prima osservazione appare come un paradosso l’uso di una barra di grosso calibro (2mm) come elemento di solidarizzazione ed ancoraggio a livello dei settori frontali in caso di over-denture. In realtà questi distretti anatomici in caso di edentulia totale vanno incontro a modificazioni anatomiche in accordo con le leggi dlla Biomeccanica.
La mancanza dello stop occlusale costituita dai denti posteriori permette una deformazione sotto l’azione muscolare con fulcro a livello della sezione mediana. Per questo motivo soprattutto a livello mandibolare è possibile evidenziare una zona piramidale di addensamento più o meno astesa in accordo all’entità della deformazione indotta che provoca lo spostamento del fulcro verso i settori distali. L’osso così trasformato avrà nuove caratteristiche meccaniche molto più rigide per cui diviene giustificato un vincolo più rigido.

Conclusioni

La previsione delle sollecitazioni cui sarà sottoposta una struttura è un momento fondamentale nella progettazione della stessa, in quanto determina il dimensionamento geometrico e la scelta dei materiali, allo scopo di soddisfare i tradizionali requisiti di robustezza e rigidezza in presenza del carico.
In generale in ogni sistema si parla di sollecitazioni come di azioni esterne che modificano uno stato iniziale di equilibrio per arrivare ad un nuovo stato di equilibrio o uno stato di non equilibrio.