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Molas

Independente do seu formato ou tipo, molas são elementos mecânicos elásticos. Isto significa que segundo os conceitos clássicos da resistência dos materiais, são componentes que trabalham sempre dentro da zona elástica determinada pela Lei de Hooke (A deformação é proporcional à tensão).

Numa descrição simplificada, as molas armazenam energia e a devolvem sem se deformarem plasticamente.

As ilustrações ao lado nos ajudarão a entender o conceito de elasticidade.

O peso em questão está sendo sustentado por uma barra de aço de Ø 3 mm, o que resulta numa área de secção transversal de 7,07 mm². Dividindo-se o pêso sustentado pela área resistente teremos:

100 ÷ 7,07 = 14,14 kg/mm²

Isto significa que cada mm² da barra de aço estará suportando 14,14 kg de esforço.

O próximo passo para compreensão do assunto é atentarmos para o diagrama de Hooke (tensão x deformação).

A análise do gráfico nos mostra 3 pontos distintos:

Limite elástico: até este ponto o material é totalmente elástico, se cessarmos a aplicação de força, o mesmo retornará ao seu estado inicial.

:: Limite de escoamento: 6e2 = 22 kgf/mm²

:: Limite de ruptura: 6r = 34 kgf/mm²

Suponhamos que a haste em questão foi construída em aço baixo carbono, com as seguintes características mecânicas:

:: Limite de ruptura: 6r = 34 kgf/mm²

:: Limite de escoamento: 6e2 = 22 kgf/mm²

:: Limite de elasticidade: 6e = 18 kgf/mm²

Podemos tirar as seguintes conclusões:

:: Carga de 100 kgf = tensão de 14,1 kgf/mm²: a haste se alongará e retornará ao comprimento inicial após a retirada da carta
:: Carga de 135 kgf = tensão de 20 kgf/mm²: a haste se alonga e não retorna ao comprimento inicial após a retirada da carga
:: Carga de 170 kgf = tensão de 24 kgf/mm²: a haste vai se alongar indefinidamente até se romper
:: Carga de 300 kgf = tensão de 42,5 kgf/mm²: a haste se rompe imediatamente.

Este exemplo simples pode ser extrapolado para uma situação mais complexa:

:: Um automóvel de passageiros com plena carga, passa sobre um obstáculo que impinge curso máximo à suspensão (carga de 600 kgf na mola)
:: Devido à carga aplicada a mola será submetida à uma tensão de 120 kgf/mm²
:: A mola foi confeccionada em aço liga (cromo e silício) e possui um limite de ruptura de 195 kgf/mm² e um limite elástico de 175 kgf/mm²
:: A tensão aplicada está perfeitamente dentro do regime elástico e assim que cessa a aplicação da carga máxima, a mola retorna ao estado original sem deformações.
As considerações acima, envolvendo basicamente molas helicoidais, são igualmente válidas para as molas semi-elipticas (molas em lâmina), barras de torção e barras estabilizadoras.

Todos estes componentes trabalham sofrendo grandes deformações e retornando ao seu formato original, o que os diferencia bastante de outros elementos metálicos onde as deformações são infinitamente menores.

Molas Hoesch

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