O que é Limite de Escoamento? 💪 (Gráfico, Cálculo e Exemplos)

Estruturas e componentes mecânicos são projetados para resistirem a esforços elásticos, logo se torna necessário conhecer o nível de tensão onde começa o escoamento ou deformação plástica.
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      • Este artigo pressupõe que vocĂŞ tem familiaridade com o ensaio de tração e os gráficos dele. Siga o link para saber mais sobre este ensaio.

Mas o que Ă© Limite de Escoamento?

O que Ă© limite de escoamento?

O limite de escoamento é justamente o ponto onde começa a deformação irrecuperável (ou plástica) do material. A partir deste ponto o material só recuperará a parte elástica de sua deformação... e ficará com uma deformação permanente e irreversível.

O início do escoamento possui maior deformação em relação à tensão aplicada, o que torna este ponto visível em alguns materiais mais dúcteis como o aço de baixo carbono.

A transição do regime elástico para o plástico ocorre de modo abrupto nesses materiais.
Este fenĂ´meno Ă© conhecido por um pico de escoamento "exagerado" ou descontĂ­nuo.

Limite de escoamento em aço de baixo carbono

Na maioria dos outros materiais, no entanto, a transição elástica / plástica ocorre de maneira contínua ou gradual, não sendo nítido o ponto de escoamento. Veja o ponto "P no gráfico abaixo.

Grafico mostrando o limite de escoamento outros materias

Análise do Gráfico Tensão x Deformação

Eis o gráfico que as escolas e faculdades apresentam. Lembrando que este caso é a exceção não a regra.

Pela análise do gráfico podemos observar 3 fases (zonas) do material: Elástica, escoamento e plástica.

Zona Elástica

O material não sofre alterações macroscópicas, nem perde propriedades. 

É como um elástico, você puxa e ele volta. E nem parece que você puxou ele antes!

Em outras palavras: Vale a Lei de Hooke.

Obs: Cargas cíclicas (alternadas) podem ocasionar fadiga em certos materiais e levá-los a falhar.

Escoamento

É a zona onde o material já sofre deformação plástica porém esta não é detectada pela máquina de ensaio pois o material "escoa" ou expande sem necessitar de mais força (tensão). 

A explicação do fenômeno é metalúrgica e está ligada, no aço, a baixas quantidades de carbono. 

Limite de escoamento baixo nĂŁo Ă© sempre ruim. Materiais com baixo limite de escoamento sĂŁo bons para dobrar e conformar.

Materiais com alto limite de escoamento são difíceis (ou caros) de conformar. As vezes esse fenômeno é chamado de "efeito mola" pelos "peões".

Zona Plástica

Nesta fase o material não consegue voltar a seu estado inicial. Alguma deformação plástica (encruamento) é permanente.

Os pontos chaves aqui são T (Tensão máxima de engenharia) e R (Tensão de ruptura).

Como calcular o limite de escoamento (ou tensĂŁo de escoamento)

Convencionou-se por norma traçar uma linha reta paralela à porção elástica da curva tensão x deformação, a partir de uma pré deformação de 0,002.

O ponto de encontro da linha paralela com a curva representa o limite de escoamento convencional como pode ser visto na figura abaixo:
Grafico mostrando o limite de escoamento outros materias

TensĂŁo admissĂ­vel X tensĂŁo de escoamento

A tensão de escoamento é muito utilizada no cálculo da tensão admissível em projetos. Mas tensão admissível não é igual tensão de escoamento.

Tensão admissível é apenas uma fração da tensão limite de escoamento. Veja abaixo a fórmula:
FĂłrmula da tensĂŁo admissĂ­vel
Obs.: C.S. = coeficiente de segurança.

Saiba mais sobre a tensão admissível (com exemplos práticos).

Tensão de Escoamento do Aço

A resistência ao escoamento do aço pode variar em função da especificação ou norma, espessura, tratamento térmico etc..

No entanto é esperado que um aço 1020 comum (como um AISI SAE 1020) apresente 350 MPa ou 50800 psi de resistência ao escoamento.

A maioria das normas (ASTM A36) especifica um limite de escoamento mĂ­nimo. Esse limite costuma variar entre 245 a 355.

É em geral aceito como verdade que um aço comum jamais terá menos que 200MPa ou mais que 2100MPa de tensão limite de escoamento. (fonte matweb.com)

Referências Bibliográficas

Citação

Gostaria de citar este meu artigo em seu trabalho ou monografia? 

Copie o parágrafo abaixo e cole na sua seção de bibliografia (ou referências bibliográficas). Lembre-se de substituir os "X" maiúsculos pelas datas da sua consulta.

LUZ, Gelson. O que é Limite de Escoamento? (Gráfico, Cálculo e Exemplos). Blog Materiais, [s. l], 2017. Disponível em: https://www.materiais.gelsonluz.com/2017/10/o-que-e-limite-de-escoamento.html. Acesso em: XX de XXXX de 20XX.

Obs.: Esta citação segue a norma ABNT NBR 6023 (Sim ela foi revisada).

Comentários

Google: 9
  1. Muito bom o conteĂşdo! Organizado e bem explicado. Obrigado!

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  2. Estou construindo uma curva de tensão de engenharia por deformação de engenharia na planilha do computador. Sabe me dizer se tem alguma ferramenta da planilha (excel ou google planilha) que posso utilizar para calcular o limite de escoamento? Desde já agradeço e parabenizo pelo ótimo conteúdo.

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    1. Oi Renato, não conheço nenhuma ferramenta personalizada, mas na planilha vc tem a ferramenta fazer gráfico a partir de uma tabela com os valores para (x, y).

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    2. Para prever o resistĂŞncia em um ponto nao medido vc poderia usar regressĂŁo.

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  3. Sabe como posso descobrir o limite de escoamento na curva pelo excel ou google planilha? desde já agradeço e parabenizo pelo conteúdo.

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