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Análise de uma curva tensão-deformação

A resistência à tração é uma medida física importante que representa a quantidade máxima de força a que um determinado material pode ser submetido antes de se fraturar ou partir. A deformação por tração é outra medida importante que representa o grau de ductilidade de um material, ou seja, até que ponto um material pode ser esticado. Embora, normalmente, seja gerado apenas um gráfico, há muitos elementos diferentes nestes gráficos que devemos ter em conta e que nos fornecem mais informações sobre a integridade estrutural do próprio material.

A parte inicial do gráfico representa a região de deformação elástica. A partir da sua característica linear, podemos observar que a força aplicada está a aumentar a um ritmo constante. Esta relação entre tensão e deformação dá-nos uma boa indicação da elasticidade do material. Pense no material como um elástico durante esta fase: só pode ser esticado até um determinado ponto (% de deformação) e ainda assim é capaz de regressar ao seu estado inicial. A inclinação desta curva linear representa o módulo do material. O valor do módulo é uma medida da rigidez global de um material e da facilidade com que este pode regressar ao seu estado inicial (na região elástica). Um módulo mais elevado está correlacionado com um índice de elasticidade mais elevado.

O limite superior da região elástica corresponde ao limite de escoamento, que é, essencialmente, o nível máximo de tensão a que um material pode ser submetido e ainda assim regressar ao seu estado inicial. Para além deste ponto, encontra-se a região de deformação plástica. Nesta secção, o material sofre danos permanentes e nunca mais volta ao seu estado inicial.

O pico do gráfico representa a resistência máxima à tração do material – a quantidade máxima de tensão a que o material pode ser submetido até começar a fraturar-se. Assim que este ponto é atingido, é possível observar visualmente que a amostra começa a deformar-se, à medida que o gráfico apresenta uma inclinação decrescente. Esta é a região de «estreitamento», onde o ponto mais fraco da amostra começa a tornar-se mais estreito à medida que a tensão é aplicada durante mais tempo. Tornando-se cada vez mais fina, a amostra acaba por partir-se em duas partes. No momento exato em que a amostra se fratura, o ensaio termina e esse é o ponto em que se mede a ductilidade (deformação).

Os ensaios de tração têm constituído uma parte importante do meu projeto ao longo deste verão e da indústria da ciência dos materiais em geral. Estes ensaios podem fornecer-nos muita informação sobre o comportamento de um determinado material em diferentes condições. Estas medições podem servir de referência importante quando se pretende incorporar estes materiais em aplicações do mundo real, tais como automóveis e dispositivos móveis.