Defina os seguintes termos e localize-os em uma curva típica de tensãodeformação.
b) Regime plástico
b) Regime plástico
Passo 1
O enunciado pede duas coisas sobre o item (b) “Regime plástico”:
- Definir claramente o que é o regime plástico.
- Localizar esse regime em uma curva típica de tensão-deformação (ou seja, indicar em que trecho da curva ele aparece e como identificá‑lo).
Informações disponíveis (implícitas no enunciado):
- A curva típica tem eixo vertical tensão
e eixo horizontal deformação . - Espera‑se descrever e mostrar onde fica o regime plástico nessa curva.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar a forma geral de uma curva tensão
deformação para um material dúctil (ex.: aço doce), para que fique fácil localizar o regime plástico. Numa curva típica aparecem, na ordem, estes trechos:
- Região inicial reta (linear): tensão cresce proporcionalmente à deformação.
- Ponto de escoamento (yield point) ou transição (ponto onde começa a não linearidade).
- Região plástica (onde ocorre deformação permanente).
- Endurecimento por deformação (strain hardening): tensão pode continuar a subir com a deformação plástica até um pico.
- Força máxima (tensão última,
). - Entalhe/estricção (necking) seguido de ruptura.
Aqui o que importa para nós é identificar o lugar do regime plástico: é o trecho depois do escoamento e antes da ruptura (incluindo a parte de endurecimento por deformação).
Passo 3
Definição didática do regime plástico:
- O regime plástico é o intervalo de comportamento do material em que a deformação não é mais totalmente recuperável quando a carga é removida; ou seja, há deformação permanente.
- Em termos práticos: se durante um ensaio você aumenta
até entrar no regime plástico e depois descarregar, a peça não volta à forma original — fica com uma deformação residual. - Em símbolos, a deformação total pode ser decomposta como
onde
é a parte elástica (recuperável) e
é a parte plástica (permanente). No regime plástico
cresce de forma significativa.
Passo 4
Como reconhecer matematicamente e fisicamente a transição para o regime plástico:
- Na região elástica inicial vale a lei de Hooke (quando esta é aplicável):
onde
é o módulo de Young e
é a deformação elástica.
- O limite entre elástico e plástico costuma ser indicado por uma tensão de escoamento
(e correspondente ). Para muitos materiais dúcteis há um ponto claro; para outros usa‑se o critério de 0,2% (0,002) de deformação offset. - No regime plástico, a relação entre
e não é mais linear; pode haver aumento de com (endurecimento) ou até queda local durante estricção.
Passo 5
Método prático (passo a passo) para localizar o regime plástico numa curva em prova/exame:
- Trace os eixos: vertical
, horizontal . - Ache a porção inicialmente reta da curva — esse é o regime elástico. Estenda uma reta tangente nessa porção (slope =
). - O fim dessa porção linear, onde a curva começa a curvar para baixo/para cima, marca o início do regime plástico; a tensão correspondente é
. - Se a curva não mostrar um ponto de escoamento claro, use o método de 0,2% offset: desenhe uma reta paralela à inicial (mesmo declive
) deslocada horizontalmente por . O ponto onde essa reta cruza a curva dá a tensão de escoamento convencional . A partir desse ponto começa o regime plástico. - O regime plástico segue desde esse ponto até aproximadamente o início da estricção/ruptura (inclui endurecimento por deformação e o pico em
).
Em forma de equação do 0,2% offset, a reta de offset é
A interseção dessa reta com a curva tensão‑deformação define
.
Passo 6
Exemplo numérico simples para fixar a ideia (só para entender as contas):
- Suponha
e tensão aplicada . - A deformação elástica correspondente seria
- Se, na experiência, a deformação total medida naquele ponto for
, então a parte plástica é
- Interpretação: como
, esse ponto está no regime plástico (há deformação permanente). Ao descarregar, permanece de deformação residual.
Passo 7
Dicas rápidas para a prova (como desenhar e explicar):
- Desenhe a curva com eixos rotulados
e . Marque claramente: região linear (elástica), ponto de escoamento (ou ), região plástica (entre e ruptura), pico , e ponto de ruptura. - Explique em poucas palavras: “regime plástico = deformação permanente; inicia em
; pode incluir endurecimento até ; termina em estricção/ruptura”. - Se pedirem cálculo de deformação permanente, lembre da decomposição
e use para estimar .
Força — você está indo bem; com esse mapa visual e essas fórmulas dá para reconhecer e explicar o regime plástico rapidamente na prova.
Resposta
Regime plástico: trecho da curva tensão‑deformação onde a deformação deixa de ser totalmente recuperável (ocorre deformação permanente); começa no ponto de escoamento (
ou
) e segue até a região de estricção/ruptura, podendo incluir o endurecimento por deformação até a tensão última
.
Localização na curva: imediatamente após o fim da porção linear (após
); se não houver ponto claro de escoamento, usar a interseção da curva com a reta de offset
para encontrar o início do regime plástico.