O que é limite elástico?

O limite elástico de um material é uma consideração importante na engenharia e design civis, mecânicos e aeroespaciais. O limite elástico, também referido como ponto de rendimento, é um limite superior para a tensão que pode ser aplicada a um material antes de se deformar permanentemente. Esse limite é medido em libras por polegada quadrada (psi) ou newtons por metro quadrado, também conhecido como Pascal (PA).

O limite elástico é uma função da elasticidade de um material. A elasticidade é a capacidade de um material retornar à sua forma original, ou dimensões, após a remoção de uma carga ou tensão. Todos os materiais se deformam quando uma tensão ou carga for aplicada. A tensão é uma medida da quantidade de deformação que ocorre quando um material está sob estresse.

A tensão elástica ocorre quando um material é exposto a baixo estresse. Ele desaparecerá após a remoção do estresse e o material retornará ao seu estado original. A tensão plástica ocorrerá nas tensões acima do limite elástico. Um material que experimenta plástico strain não se recuperará e retornará totalmente às suas dimensões originais após a remoção do estresse.

Esta propriedade pode ser ilustrada usando o exemplo de uma mola. Se um peso for pendurado em uma extremidade de uma mola, com a extremidade oposta fixada, ele estenderá a mola. Se uma pequena quantidade de peso for aplicada e removida, a mola retornará ao seu comprimento original. Se muito peso for aplicado à mola, ele se deformará permanentemente e não retornará ao seu comprimento original quando o peso for removido. A primavera passou por deformação plástica porque o estresse causado pelo peso excedeu o limite elástico.

Os materiais têm uma relação mensurável entre o estresse aplicado e a tensão resultante. Esse relacionamento pode ser plotado em uma curva de tensão-deformação. A inclinação da curva de tensão-deformação permanece constante na região onde ocorre a tensão elástica. O limite elástico é o ponto queantes do estresse aplicado causa um aparecimento de deformação permanente e a inclinação das mudanças na curva de tensão-deformação.

Nem todos os materiais têm um limite elástico. A ductilidade é uma medida da quantidade de deformação permanente antes da falha completa. Materiais dúcteis, como aço e latão, experimentarão uma grande quantidade de deformação plástica antes que a falha final ocorra. Materiais quebradiços, como vidro e concreto, mostram pouca ou nenhuma deformação plástica, e a falha completa geralmente ocorre imediatamente após o valor crítico do estresse. Por esse motivo, os materiais quebradiços normalmente não têm um ponto de rendimento.