23.6 : Critérios de Escoamento para Materiais Dúcteis Sob Estado Plano de Tensão

Ao projetar elementos estruturais e peças de maquinário utilizando materiais dúcteis, é crucial garantir que esses componentes resistam às tensões aplicadas sem ceder. O escoamento é inicialmente determinado através de um ensaio de tração, que avalia a resposta do material à tensão uniaxial. No entanto, a tensão de tração é insuficiente quando os componentes enfrentam condições de tensão biaxial ou de estado plano. Esta condição requer critérios avançados para prever a falha.

O Critério de Tensão de Cisalhamento Máximo, também conhecido como Critério de Tresca, avalia a segurança do componente sob vários estados de tensão, comparando a tensão de cisalhamento máxima dentro do material com aquela no ponto de escoamento em um teste de tração uniaxial. A tensão de cisalhamento, que é significativa no escoamento de materiais dúcteis, é visualizada através do hexágono de Tresca no espaço de tensões. Esta representação gráfica forma uma condição limite: as tensões dentro do hexágono indicam segurança, enquanto as externas sugerem potencial de escoamento.

Alternativamente, o Critério de Energia de Distorção Máxima, conhecido como critério de Von Mises, é baseado na teoria da energia de distorção. Este critério afirma que o escoamento ocorre a partir da energia armazenada devido à distorção. Um componente é considerado seguro se a energia de distorção por unidade de volume das tensões aplicadas for menor do que no ponto de escoamento. A tensão de Von Mises, derivada das tensões principais, quantifica essa energia, auxiliando na avaliação do comportamento do material sob estados de tensão complexos.