Estudo sobre o efeito da interação fadiga-fluência na durabilidade do polietileno de alta densidade

Abstract

O número de aplicações de materiais poliméricos termoplásticos e seus compósitos têm aumentado rapidamente em diversos setores da indústria devido às suas vantagens como menor peso, menor custo de produção e maior resistência à corrosão, se comparados com os metais. Além disso os termoplásticos são facilmente produzidos em geometrias complexas e a altas taxas de produção. Devido à essas vantagens alguns termoplásticos estão sendo utilizados em aplicações estruturais, o polietileno de alta densidade é utilizado para fabricação de tubos usados em sistemas de distribuição de água e gás. Os tubos de polietileno de alta densidade se provaram uma boa e mais econômica alternativa para os tubos metálicos nesse tipo de aplicação. Nessas aplicações o material é sujeito à esforços cíclicos devido a variação de pressão dentro do tubo, e como os termoplásticos sofrem do efeito de fluência à temperatura ambiente é razoável assumir que ocorre uma interação entre fadiga e fluência. Assim sendo, este trabalho tem como objetivo estudar o efeito dos parâmetros de carregamento (tensão máxima, tensão média, tensão estacionária e tempo de espera) na durabilidade do polietileno de alta densidade. Para atingir esse objetivo serão utilizados dados da literatura que serão aplicados em um modelo de evolução de dano pela interação entre fadiga e fluência. Como resultado, obteve-se valores de número de ciclos até a falha por fadiga pura, e diversos tempos de ruptura por fluência para determinados valores de tensão constante. Além disso indicou-se uma variação muito significativa na durabilidade do polietileno de alta densidade ao variar o valor da tensão estacionária, que ficava muito próxima do valor de fadiga pura para valores próximos de zero e muito próxima do valor de fluência pura para valores próximos da tensão máxima.