A3 Fadiga Estática e Crescimento Subcrítico de Rachaduras

Tópico

A propagação lenta de uma trinca — o fenômeno descrito por este modelo — ocorre quando uma tensão constante atua sobre um material cerâmico que também está exposto a um ambiente reativo, como a umidade. Nenhum dos fatores isoladamente é suficiente: a tensão constante e o ambiente reativo, atuando em conjunto sobre a mesma trinca, fazem com que ela comece a crescer subcriticamente, ou seja, sem ainda atingir o tamanho que produziria fratura imediata.

Esse crescimento subcrítico da trinca não progride uniformemente. Mesmo um ligeiro aumento nas condições de condução faz com que a taxa de propagação da trinca aumente desproporcionalmente, seguindo uma lei de potência no que é conhecido como região I desse crescimento.

O fato de esse crescimento subcrítico se acumular ao longo do tempo, enquanto a tensão constante e o ambiente reativo continuam a atuar sobre a trinca, significa que essa acumulação é precisamente o que determina o tempo até a fratura. O fato de a trinca crescer mais rapidamente a cada instante significa que leva menos tempo para atingir o tamanho crítico que produz a fratura final. Portanto, essa lenta propagação de trincas, que é a base deste modelo, depende de toda a cadeia de eventos: a tensão constante e o ambiente reativo que, juntos, produzem o crescimento subcrítico da trinca; a lei de potência da região I que governa esse crescimento; e o acúmulo desse crescimento ao longo do tempo que determina quando a fratura ocorre. Este modelo também se diferencia da fadiga cíclica de metais — que depende de ciclos de carregamento repetidos, e não de tensão constante sustentada em um ambiente reativo — porque sua dependência de um ambiente reativo, em vez de ciclos de carregamento, torna o mecanismo de fratura fundamentalmente diferente daquele da fadiga cíclica metálica.

ID:4398