Resistência à tração versus resistência ao escoamento: o que as correias e eslingas de carga realmente carregam

Resistência à tração e resistência ao escoamento: a resposta curta

A resistência ao escoamento é a tensão na qual um material para de se comportar elasticamente e começa a deformar-se permanentemente. Abaixo desse ponto, uma cinta se estica sob carga e retorna ao seu comprimento original quando a carga é liberada. Acima dele fica parte do trecho.

A resistência à tração, mais precisamente a resistência à tração final (UTS), é a tensão mais alta que o material atinge em um teste de tração. Uma vez que a curva passa por esse pico, a amostra desce e depois fratura.

• Para materiais dúcteis, a resistência à tração é sempre o maior dos dois números.
• A resistência ao escoamento governa quando a deformação permanente é a falha que você não pode aceitar: uma cinta esticada, um suporte dobrado, uma carga que se desloca porque a tensão foi perdida.
• A resistência à tração governa quando a fratura é a falha que você não pode aceitar e nunca se torna um limite de trabalho por si só; os padrões do produto dividem-no primeiro por um fator de segurança.

A regra prática: o rendimento decide se uma peça ainda se ajusta e mantém a tensão, a tração decide se ela quebra e o fator de segurança é a distância que um projetista mantém entre as duas.

Lendo a curva tensão-deformação

Um teste de tração puxa uma amostra a uma taxa controlada e registra a tensão (força dividida pela seção transversal original) contra a deformação (extensão dividida pelo comprimento original). A curva tem três estágios reconhecíveis.

1. Estágio elástico: a linha é reta, a tensão é proporcional à deformação e a descarga retorna a amostra ao seu comprimento original.
2. Estágio de rendimento e plástico: a curva se afasta da linha reta, a deformação torna-se permanente e o endurecimento por deformação aumenta ainda mais a tensão à medida que a extensão aumenta.
3. Estricção e fratura: após o pico, a seção transversal estreita-se localmente, a tensão de engenharia cai e a amostra quebra.

Duas convenções são importantes quando você lê os dados do fornecedor. Aos metais sem um limite de escoamento acentuado, incluindo a maioria das ligas de alumínio e muitos aços, é atribuído um limite de escoamento de 0,2%: a tensão na qual a curva se afastou 0,2% da deformação da linha elástica. E a queda após o pico é parcialmente geométrica, porque a tensão de engenharia é calculada na área original mesmo quando a área real diminui.

O que a resistência à tração lhe diz na prática

A resistência à tração final é um máximo, não uma tolerância. Marca o fim do transporte útil de carga e, em materiais dúcteis, chega com um aviso visível: a cinta se alonga, a pintura racha, o elo da corrente se estica. Em materiais frágeis, como algumas peças fundidas e ferragens endurecidas, o rendimento e a resistência à tração ficam próximos, de modo que quase não há aviso algum, e é por isso que esses itens possuem fatores de segurança mais amplos e requisitos de inspeção periódica.

Os dados de tração só viajam de forma confiável quando o método de teste os acompanha. Os testes de tração de metais seguem ASTM E8 ou ISO 6892-1, enquanto as correias são testadas de acordo com o padrão de produto relevante, como EN 12195-2 para cintas de amarração. Comparar uma resistência à ruptura citada para um método com uma classificação derivada de outro é um erro comum na aquisição.

Do número do material à capacidade nominal

Nenhum padrão de produto permite que um usuário trabalhe com resistência à tração. Cada padrão fixa uma relação entre a resistência à ruptura do componente e a classificação impressa na etiqueta, e essa relação é onde os dados do material encontram a aquisição.

Para cintas de amarração sob EN 12195-2, a capacidade de amarração marcada (LC) não pode exceder metade da resistência à ruptura da cinta, e a etiqueta também traz a força de tensão padrão (STF) que o tensionamento manual não deve exceder. Uma cinta de poliéster de 50 mm marcada com LC 2.500 daN tem, portanto, uma resistência à ruptura de pelo menos 5.000 daN. Na América do Norte, a orientação WSTDA funciona com um fator de design de 3:1, e é por isso que uma pulseira de 2 polegadas anunciada com resistência à ruptura de 10.000 libras é normalmente avaliada em torno de 3.333 libras de carga de trabalho.

Do lado da fabricação, a cinta de poliéster de alta tenacidade é escolhida precisamente porque oferece maior resistência à ruptura por grama de fio, o que mantém a cinta leve e ao mesmo tempo deixa espaço acima de sua capacidade de amarração. Uma pulseira resistente de 3 polegadas nessa construção é um bom exemplo de produto em que a etiqueta, o relatório de teste e o padrão devem concordar.

Correia de amarração de catraca de poliéster de 3 polegadas com ganchos J duplos Uma pulseira de poliéster de alta tenacidade de 3 polegadas com ganchos J duplos, 27 pés de comprimento, limite de carga de trabalho de 5.400 lb e resistência à ruptura de 16.200 lb para fixação de carga pesada. Ver Produto →