Questão 14 - Como é obtido o limite de escoamento de um polímero termoplástico em seu diagrama Tensão x Deformação obtido em seu ensaio de tração?
Passo 1
O enunciado pede para explicar como se determina o limite de escoamento de um polímero termoplástico a partir do diagrama de tensão
deformação obtido num ensaio de tração. O conteúdo é Mecânica dos Materiais (comportamento plástico de polímeros) e vamos precisar: (1) conhecer as regiões típicas do gráfico tensão
versus deformação
e (2) o conceito de limite de escoamento em polímeros.
Passo 2
Num polímero termoplástico, o diagrama tensão
versus deformação
costuma apresentar inicialmente uma região linear elástica em que
é o módulo de Young. Logo após essa zona, surge um platô ou até uma pequena queda de tensão, indicando o início do escoamento — ou seja, as cadeias poliméricas começam a deslizar umas sobre as outras.
Passo 3
Para obter o limite de escoamento, basta identificar no gráfico o ponto em que termina a região elástica e se dá o primeiro pico ou platô de tensão. Formalmente definimos
ou seja, o valor de
nesse primeiro máximo local marca o limite de escoamento.
Passo 4
Quando não houver um pico bem definido (por exemplo em polímeros muito ductéis), usa-se o método do deslocamento de
de deformação plástica. Desenha-se uma reta paralela à parte linear inicial deslocada horizontalmente de
. A interseção dessa reta com a curva tensão–deformação define a tensão de escoamento por offset,
.
Resposta
O limite de escoamento
é o valor de tensão correspondente ao fim da zona elástica (primeiro pico ou platô) do diagrama
versus
. Na ausência de pico claro, adota-se o método de
de offset para determinar
.