O que é o limite elástico?
O limite elástico de um material é uma consideração importante na engenharia e design civil, mecânico e aeroespacial. O limite elástico, também conhecido como ponto de escoamento, é um limite superior para a tensão que pode ser aplicada a um material antes que ele se deforma permanentemente. Esse limite é medido em libras por polegada quadrada (psi) ou em Newtons por metro quadrado, também conhecido como pascal (Pa).
O limite elástico é uma função da elasticidade de um material. Elasticidade é a capacidade de um material retornar à sua forma ou dimensões originais após a remoção de uma carga ou tensão. Todos os materiais se deformam quando uma tensão ou carga é aplicada. A tensão é uma medida da quantidade de deformação que ocorre quando um material está sob tensão.
A tensão elástica ocorre quando um material é exposto a baixa tensão. Ele desaparecerá depois que a tensão for removida e o material retornará ao seu estado original. A tensão plástica ocorrerá em tensões acima do limite elástico. Um material que apresenta tensão plástica não se recuperará totalmente e retornará 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 fixa, ela estenderá a mola. Se uma pequena quantidade de peso for aplicada e removida, a mola retornará ao seu comprimento original. Se for aplicado muito peso à mola, ela se deforma permanentemente e não retorna ao seu comprimento original quando o peso é removido. A mola sofreu deformação plástica porque a tensão causada pelo peso excedeu o limite elástico.
Os materiais têm uma relação mensurável entre a tensão aplicada e a tensão resultante. Essa relação pode ser plotada em uma curva tensão-deformação. A inclinação da curva tensão-deformação permanece constante na região onde ocorre a deformação elástica. O limite elástico é o ponto em que a tensão aplicada causa um início de deformação permanente e a inclinação da curva tensão-tensão muda.
Nem todos os materiais têm um limite elástico. Ductilidade é uma medida da quantidade de deformação permanente antes da falha completa. Materiais dúcteis, como aço e latão, sofrerão uma grande quantidade de deformação plástica antes que ocorra uma falha final. Materiais quebradiços, como vidro e concreto, mostram pouca ou nenhuma deformação plástica, e falhas completas geralmente ocorrem imediatamente após a obtenção de um valor crítico de tensão. Por esse motivo, os materiais quebradiços normalmente não têm um limite de escoamento.