Defina os seguintes termos e localize-os em uma curva típica de tensãodeformação.
c) Ponto de escoamento
c) Ponto de escoamento
Passo 1
O enunciado pede duas coisas para o item (c): definir o termo “ponto de escoamento” e indicar onde esse ponto aparece em uma curva típica de tensão–deformação. Não há outros dados numéricos a usar; o objetivo é explicar o conceito e mostrar como identificá‑lo no gráfico.
Passo 2
Antes de definir, vamos lembrar como é o gráfico em que vamos localizar o ponto. Num ensaio de tração plotamos no eixo vertical a tensão e no eixo horizontal a deformação:
onde
é a força aplicada,
a área inicial da seção,
a variação do comprimento e
o comprimento inicial. A unidade típica de
é
(ou
) e
é adimensional (muitas vezes expresso em %).
Passo 3
Descrevendo as regiões do gráfico (para entender o contexto do ponto de escoamento):
- Região inicial: porção quase reta onde
e são proporcionais; a inclinação é o módulo de elasticidade , dado por nessa faixa. - Depois vem a transição para comportamento plástico: a partir de certo ponto a deformação deixa de ser totalmente recuperável e o material começa a escoar (deformar plasticamente).
É nessa transição que está o ponto de escoamento.
Passo 4
Definição didática do ponto de escoamento:
O ponto de escoamento é o ponto do ensaio de tração onde o material passa do comportamento elástico (recuperável) para o comportamento plástico (irreversível). Em termos práticos é o valor de tensão a partir do qual aparecem deformações plásticas significativas mesmo que a carga não aumente muito.
O ponto de escoamento é o ponto do ensaio de tração onde o material passa do comportamento elástico (recuperável) para o comportamento plástico (irreversível). Em termos práticos é o valor de tensão a partir do qual aparecem deformações plásticas significativas mesmo que a carga não aumente muito.
Passo 5
Como o ponto de escoamento aparece em curvas reais (duas situações comuns):
- Materiais com escoamento nítido (ex.: algumas ligas de aço de baixo carbono): na curva aparece um pico (chamado de ponto de escoamento superior) seguido de uma queda da tensão e depois uma zona quase horizontal chamada patamar de escoamento; nesse caso há dois pontos característicos: ponto de escoamento superior (primeiro pico) e ponto de escoamento inferior (onde o patamar começa).
- Materiais sem um salto claro (ex.: muitos metais dúcteis, ligas e materiais não metálicos): não aparece um “salto”, então usa‑se uma convenção para definir a resistência ao escoamento, tipicamente a tensão de escoamento por offset de
. Nesse método traça‑se uma reta paralela ao trecho elástico inicial deslocada por ; a intersecção dessa reta com a curva dá , a tensão convencional de escoamento.
Passo 6
Explicando como desenhar e calcular o escoamento por offset
(muito usado em provas e normas):
- Meça a inclinação inicial (módulo de Young)
como a inclinação da parte linear. - Escreve a equação da reta paralela deslocada em deformação:
- Encontre o ponto onde
intersecta a curva experimental . A tensão correspondente é .
Isso serve quando não há um ponto de escoamento evidente.
Passo 7
Mecanismo físico simples (para fixar a intuição): o escoamento ocorre quando desaparecem as restrições elásticas e a estrutura cristalina começa a deslizar por movimento de discordâncias; em alguns aços isso ocorre de forma brusca (produzindo o patamar), em outros é gradual.
Passo 8
Como indicar no gráfico típico (passo a passo visual que vale na prova):
- Localize a porção linear inicial; marque o fim dessa porção (proportional limit).
- Se houver um pico seguido de queda e um patamar: marque o pico como ponto de escoamento superior e o início do patamar como ponto de escoamento inferior.
- Se não houver pico: desenhe a reta paralela deslocada por
e marque a intersecção com a curva; esse é o ponto de escoamento convencional . - Sempre rotule o ponto com a tensão correspondente (por exemplo,
ou ).
Passo 9
Resumo prático para a prova (o que escrever rapidamente):
- Definição curta: “Ponto onde começa a deformação plástica permanente.”
- Identificação no gráfico: fim da região linear; aparece como pico+patamar em alguns materiais ou é determinado pela linha de offset de
quando não há pico claro.
Passo 10
Observações finais e motivação amiga:
- Se estiver diante de uma curva no exame, primeiro veja se há um pico e patamar — é a identificação mais direta. Se não, use o método do offset de
. - Anota sempre se o valor indicado é
(especificado) ou (convencional). Você está indo bem — com esse procedimento você consegue localizar e justificar o ponto de escoamento numa questão tranquilamente.
Resposta
Ponto de escoamento: é o ponto da curva tensão–deformação onde o material passa do comportamento elástico (deformação recuperável) para o comportamento plástico (deformação permanente).
Localização típica: aparece no fim da região linear inicial; em materiais com escoamento nítido aparece como ponto de escoamento superior (pico) seguido de um patamar e depois ponto de escoamento inferior; em materiais sem salto nítido define‑se por convenção a tensão de escoamento por offset de , obtida pela intersecção entre a curva experimental e a reta
.
Localização típica: aparece no fim da região linear inicial; em materiais com escoamento nítido aparece como ponto de escoamento superior (pico) seguido de um patamar e depois ponto de escoamento inferior; em materiais sem salto nítido define‑se por convenção a tensão de escoamento por offset de