questão - Por que nos cálculos dos processos de conformação mecânica utiliza-se o limite de escoamento como referência?
Passo 1
O enunciado quer saber por que, na engenharia de conformação mecânica (laminação, extrusão, estampagem etc.), usamos o limite de escoamento do material como referência principal ao calcular forças, pressões e energias necessárias. O conteúdo aqui é o estudo de plastificação dos metais e suas propriedades mecânicas, em particular o conceito de limite de escoamento.
Passo 2
O limite de escoamento, que chamamos de
, é a tensão mínima a partir da qual o material passa de deformação elástica para deformação plástica permanente. Em outras palavras, para
a peça retorna à forma original quando a carga é removida; para
ocorre fluxo plástico, isto é, deformação irreversível.
Passo 3
Em qualquer processo de conformação mecânica queremos justamente gerar deformação plástica controlada. Isso significa que, localmente, a tensão de trabalho deve superar
. Se usássemos uma referência abaixo de
, não teríamos deformação plástica; se usássemos um valor muito maior sem base em
, correríamos risco de ruptura ou dimensionaríamos máquinas de forma excessiva.
Passo 4
Nas equações de dimensionamento (por exemplo, força de laminação
, onde
é a tensão média de fluxo plástico), a tensão média de fluxo geralmente deriva de
acrescida de fatores para dureza e encruamento. Mas a base — o patamar mínimo de tensão — é justamente
. Assim, medir
em um ensaio de tração padrão fornece um parâmetro simples, reprodutível e conservador para estimar forças, potências e dimensões de equipamento.
Passo 5
Portanto, usar o limite de escoamento como referência traz duas grandes vantagens:
- Garante que estamos calculando para o patamar exato que inicia o fluxo plástico, nem subestimando (sem deformação) nem superestimando (máquina superdimensionada).
- É um valor material fácil de obter em ensaio e padronizado em normas, servindo de base para todas as demais correções de encruamento, atrito e geometria.
Resposta
Usa-se o limite de escoamento
porque ele representa o patamar mínimo de tensão que inicia a deformação plástica desejada na conformação mecânica, é um valor material fácil de medir e padronizado, e serve como base conservadora e realista para dimensionar forças, pressões e potências necessárias ao processo.