Todo o aço possui um módulo de Young de 200 GPa (29.000 ksi) (esta é a inclinação da parte reta do gráfico). A Força Máxima varia de 300 a 400 MPa (espiada no gráfico) e o Rendimento geralmente é de cerca de 200 MPa (Onde a reta fica curva).
Em uma máquina de teste, você pode esticar e encolher uma barra de aço para cima e para baixo nessa parte reta do gráfico para sempre (bem, a fadiga aumentará). Porém, assim que você entrar na peça curva, a descarga seguirá um caminho diferente (consulte a linha tracejada).
Para fins estruturais, a resistência ao escoamento é o fator limitante. Em outras palavras, você deseja que seu design seja inteiramente limitado à região elástica (reta) do gráfico de tensão / tensão. Se você for para a região plástica, estará deformando permanentemente o material. (Embora os projetistas de aeronaves entrem bem na região plástica por razões de peso).
O único motivo para comprar o aço inoxidável é porque você precisa da propriedade do aço inoxidável (por exemplo, acabamento). É muito caro. Para a maioria dos propósitos, medidas normais de proteção contra ferrugem são suficientes (como cobertura e manutenção adequadas da tinta, ou mesmo cromagem para superfícies acabadas). O aço inoxidável possui um módulo de Young mais baixo e se deforma mais a baixas cargas. No entanto, essa "elasticidade" torna muito mais difícil (mas não mais forte!). Pense em quebrar um galho seco versus um verde.
A dureza é irrelevante para fins estruturais. Torna-se um fator na fabricação de ferramentas e no design da máquina, mas não para aplicações simples de suporte de carga.
EDITAR:
Rigidez / elasticidade.
Primeiro, precisamos definir a deformação como (Comprimento da deformação) / (comprimento original). Essa é uma quantidade sem dimensão, mas você pode usar mm / mm ou in / in se quiser pensar dessa maneira. Você também pode pensar nisso como% stretch / 100 (ou seja, medido como PerUnit em vez de PerCent - base de 1 em vez de 100)
Agora, definimos a tensão como força aplicada sobre a área da seção transversal. Pense nisso. Quanto mais força, mais alongamento. Quanto mais espessa a barra, maior a resistência ao alongamento. Portanto, o estresse é uma combinação desses dois fatores.
A equação da deformação é Stress = E * Strain, onde E é o módulo de Young ou módulo de elasticidade. Possui unidades de pressão - Geralmente expressa em GPa (Kn / mm ^ 2) ou Kpi (Kilopounds-força por polegada quadrada).
Portanto, um fio de 1 mm ^ 2 dobrará de comprimento se for carregado com 200 Kn de força - Na verdade, ele quebrará bem antes disso.
Dobra:
Isso é complexo e precisamos descobrir o segundo momento da área da seção transversal. Para um retângulo, este é I = bh ^ 3/12 onde b é a dimensão horizontal eh é a dimensão vertical. Isso pressupõe que a carga está para baixo. Se você estiver carregando horizontalmente, defina vertical e horizontal em termos da direção da força.
Agora precisamos construir uma função de carregamento. Esta é uma função matemática que define a força em todos os pontos da viga.
Integre essa função. O resultado é a função de cisalhamento.
Integre-o novamente. O resultado é a função de momento de flexão.
Multiplique por 1 / EI (módulo de Young * o momento de inércia) Esse fator leva em consideração a propriedade material e a propriedade geométrica.
Integre-o novamente. O resultado é a função de ângulo de deflexão (em radianos)
Integre-o novamente. O resultado é a função de deflexão absoluta. Agora você pode conectar x (distância da origem) e receber a deflexão em quaisquer unidades com as quais estava trabalhando.