Qual o efeito do aumento do tempo e da temperatura no fenômeno da fluência?

Passo 1

O enunciado pergunta qual é o efeito do aumento do tempo e da temperatura no fenômeno da fluência em materiais. Aqui o conteúdo é comportamento viscoplástico sob carga constante: queremos entender como a deformação por fluência varia com o tempo de aplicação da carga e com a temperatura do material.

Passo 2

Efeito do aumento do tempo sob carga constante
Quando mantemos uma tensão constante sobre um material, a deformação por fluência evolui em três estágios – primário, secundário e terciário. À medida que o tempo de carregamento aumenta:
1. A fase primária (taxa de fluência decrescente) logo se esgota.
2. A fase secundária (taxa de fluência quase constante) domina por mais tempo.
3. Se o tempo for suficientemente grande, chega-se à fase terciária, com aceleração da taxa de fluência e risco de ruptura.
Em resumo, quanto maior o tempo sob tensão, maior a deformação acumulada e menor a vida à ruptura por fluência.

Passo 3

Efeito do aumento da temperatura
A fluência é um processo termicamente ativado, controlado por mecanismos como difusão de átomos e movimento de discordâncias. A lei empírica mais comum para a taxa de fluência estacionária é
dotvarepsilon = A,sigma^n,exp!l(-tfracQR,Tr)
onde
bul<=t dotvarepsilon é a taxa de fluência,
bul<=t A e n são constantes do material,
bul<=t Q é a energia de ativação,
bul<=t R é a constante dos gases,
bul<=t T é a temperatura absoluta.
Dessa fórmula vemos que, para o mesmo nível de tensão sigma, o aumento de T reduz o argumento do exponencial, elevando fortemente dotvarepsilon. Na prática, isso significa que, a temperaturas mais altas, o material deforma-se mais rápido, encurtando seu tempo de vida à fluência.

Passo 4

Síntese dos dois efeitos
bul<=t Aumento do tempo to acumulação contínua de deformação, avanço pelas fases de fluência e eventual ruptura.
bul<=t Aumento da temperatura to aceleração da taxa de fluência (todas as fases ocorrem mais rápido) e redução do tempo até a ruptura.

Resposta

O aumento do tempo sob carga faz com que a deformação por fluência se acumule progressivamente, levando da fase primária à terciária até a ruptura. O aumento da temperatura acelera todos os estágios da fluência, aumenta a taxa estacionária dotvarepsilon e reduz drasticamente o tempo de vida do material sob fluência.

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