Qual a definição de trinca estável e trinca instável?
Passo 1
O enunciado pede para definirmos o que é uma trinca estável e o que é uma trinca instável no contexto da Mecânica da Fratura Linear (LEFM). Vamos precisar usar os conceitos de fator de intensidade de tensão
e taxa de liberação de energia
em função do comprimento da trinca
.
Passo 2
Na LEFM, a condição de início de propagação é
ou, equivalentemente,
onde
é a tenacidade à fratura do material e
é a resistência à fratura (energia consumida).
Passo 3
Definimos uma trinca como estável quando, depois que ela começa a crescer, para continuar a propagação é necessário aumentar a carga aplicada. Em termos de fator de intensidade de tensão, isso significa
ou, em termos de energia de liberação,
Nesse caso, um leve aumento no comprimento da trinca reduz o potencial de crescimento, exigindo mais carga para que ela avance, o que torna o crescimento controlado.
Passo 4
Já uma trinca é dita instável quando, ao dar um pequeno incremento em
, o fator de intensidade de tensão aumenta por si só, disparando um crescimento catastrófico sem necessidade de aumentar a carga. Formalmente,
ou
Nesse cenário, um ligeiro crescimento faz com que
ultrapasse rapidamente
(ou
supere
), levando a propagação descontrolada.
Resposta
Trinca estável: crescimento controlado que exige aumento de carga, caracterizado por
(ou
).
Trinca instável: crescimento catastrófico sob carga constante ou decrescente, caracterizado por (ou
).
Trinca instável: crescimento catastrófico sob carga constante ou decrescente, caracterizado por