Módulo elástico, limite de escoamento e densidade.
A tabela lista as quatro propriedades que as outras calculadoras da BeamMetric consomem: módulo de Young E para a rigidez, limite de escoamento para o início da deformação permanente, módulo de corte G para a torção e densidade para o peso próprio. São fornecidos valores para sete materiais estruturais comuns.
Os dois aços listados partilham E = 200 000 MPa e densidade 7 850 kg/m³, mas o A992 escoa a 345 MPa contra 250 MPa do A36 — 38% de vantagem em resistência sem acrescentar rigidez. O inoxidável 304 está próximo com E = 193 000 MPa e limite de escoamento de 215 MPa.
O alumínio 6061 (E = 69 000 MPa, 2 700 kg/m³) tem aproximadamente um terço da rigidez e densidade do aço, enquanto o titânio Gr5 combina um limite de escoamento de 880 MPa com 4 510 kg/m³. As duas madeiras, Douglas-fir e pinho do sul, abrangem E = 12 400–13 800 MPa com densidades de 530–590 kg/m³.
A rigidez é idêntica — ambos têm E = 200 000 MPa — mas o A992 escoa a 345 MPa contra 250 MPa do A36: 38% de vantagem em resistência com a mesma densidade. Uma viga mudada de A36 para A992 resiste a mais carga antes de escoar mas deflecte exatamente o mesmo.
Respondem a perguntas diferentes. E governa a deflexão e a flambagem, que frequentemente controlam em grandes vãos; o limite de escoamento governa a deformação permanente. O titânio Gr5 escoa a 880 MPa — duas vezes e meia o A992 — mas o seu E de 114 000 MPa é pouco mais de metade do aço, por isso deflecte muito mais sob a mesma carga.
Surpreendentemente, os metais estão quase empatados: E dividido pela densidade dá aproximadamente 25,5 para o aço (200 000/7 850), 25,6 para o alumínio 6061 e 25,3 para o titânio Gr5 em unidades correspondentes. Os metais leves ganham em peso absoluto, não em rigidez específica — até o Douglas-fir chega a cerca de 23,4.
A torção e a deformação por corte dependem de G e não de E, e a relação varia com o material: o G do aço de 79 300 MPa é cerca de 40% do seu E, enquanto os 810 MPa do Douglas-fir são apenas 6,5% do seu E — a madeira é desproporcionalmente flexível em torção.