20.12 : Tensões Residuais na Flexão

No estudo de membros elastoplásticos sujeitos a momentos fletores, a compreensão das fases de carga e descarga é crucial para avaliar o comportamento do material e a integridade estrutural. Durante a fase de carregamento, à medida que o momento fletor aumenta, o material inicialmente responde elasticamente, aderindo à Lei de Hooke, onde a tensão é diretamente proporcional à deformação. Quando a carga excede o limite de escoamento, ocorre deformação plástica, resultando em uma deformação permanente que permanece mesmo após a remoção da carga.

A fase de descarga começa quando o momento fletor diminui para zero. Ao contrário dos materiais puramente elásticos, a tensão num elemento elastoplástico durante a descarga não refaz o caminho de carregamento original, mas em vez disso segue um novo caminho linear. Esta alteração indica a presença de tensões residuais, que persistem devido às deformações plásticas irreversíveis induzidas durante o carregamento. Estas tensões residuais são calculadas utilizando o princípio da superposição, combinando as tensões da fase de carga elastoplástica com as da fase de descarga elástica.

Durante a descarga, a relação tensão-deformação torna-se novamente linear, permitindo o uso de fórmulas de flexão elástica. Esta fase é crítica para aplicações de engenharia, pois as tensões residuais podem influenciar o comportamento estrutural sob cargas repetidas, levando potencialmente a falhas inesperadas. A compreensão dessas dinâmicas permite projetar estruturas mais seguras e confiáveis, prevendo e gerenciando com precisão as tensões que surgem de cenários de carregamento complexos.