20.10 : Elementos Feitos de Material Elastoplástico

O comportamento dos materiais elastoplásticos sob tensões de flexão, particularmente em elementos estruturais com seções transversais retangulares, é crucial para prever as respostas dos materiais e compreender os modos de falha. Inicialmente, quando um momento fletor é aplicado, a distribuição de tensões ao longo da seção segue a Lei de Hooke e é linear e elástica. Esta distribuição significa que a tensão aumenta desde o eixo neutro até ao máximo nas seções mais externas, até ao limite elástico.

À medida que o momento fletor ultrapassa esta fase elástica inicial, as fibras externas começam a ceder enquanto as fibras internas permanecem elásticas. Esta transição é marcada por zonas plásticas formadas na parte superior e inferior da seção, com um núcleo elástico que continua a apresentar variação linear de tensões dentro de uma espessura reduzida. Durante esta fase, o momento fletor ainda pode ser analisado adaptando os cálculos iniciais da distribuição de tensões elásticas para levar em conta a área efetiva reduzida.

O estágio final da resposta à flexão ocorre quando a deformação em toda a seção transversal se torna totalmente plástica, o que é conhecido como momento plástico. Este momento é o máximo que a secção pode sustentar e é significativamente superior ao limite elástico. O momento plástico é calculado assumindo uma distribuição uniforme de tensões na tensão de escoamento em toda a seção.