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 \times 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 \sigma versus deformação \varepsilon e (2) o conceito de limite de escoamento em polímeros.

Passo 2

Num polímero termoplástico, o diagrama tensão \sigma versus deformação \varepsilon costuma apresentar inicialmente uma região linear elástica em que
E = \frac{\Delta\sigma}{\Delta\varepsilon}
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
\sigma_y = \max\bigl\{\sigma(\varepsilon)\bigr\}\quad\text{na transição elástico–plástico}çãáá
ou seja, o valor de \sigma 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 0,2\% de deformação plástica. Desenha-se uma reta paralela à parte linear inicial deslocada horizontalmente de \varepsilon_0 = 0,2\%. A interseção dessa reta com a curva tensão–deformação define a tensão de escoamento por offset, \sigma_{0,2\%}.

Resposta

O limite de escoamento \sigma_y é o valor de tensão correspondente ao fim da zona elástica (primeiro pico ou platô) do diagrama \sigma versus \varepsilon. Na ausência de pico claro, adota-se o método de 0,2\% de offset para determinar \sigma_{0,2\%}.

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