Fluencia en materiales plásticos

¿Qué es la fluencia en los materiales plásticos?

El deslizamiento en materiales plásticos a veces se denomina flujo frío.

Viscosidad

La viscosidad de un fluido es una medida de su resistencia a la deformación gradual por esfuerzo cortante o de tracción. El comportamiento viscoelástico es la propiedad de un material para mostrar características viscosas y elásticas cuando se deforma. La diferencia entre los plásticos y otros materiales es que los plásticos muestran un comportamiento viscoelástico dependiente del tiempo. Un material puede deformarse como resultado de una exposición prolongada a altos niveles de tensión que aún están por debajo del límite elástico o límite elástico del material. El límite elástico o límite elástico de un material se define como la tensión en la que ese material comienza a deformarse de forma permanente.

Deformación

La deformación se refiere a cualquier cambio en la forma de un objeto debido a una fuerza aplicada o un cambio de temperatura. Las fuerzas de tracción pueden ser una de las principales causas de deformación. Estas fuerzas de tracción a veces se denominan fuerzas de tracción, fuerzas de compresión (fuerzas de empuje), así como cortante, flexión o torsión (torsión). La deformación se describe a menudo como "tensión". El material se deformará elásticamente antes del límite elástico. Volverá a su forma original cuando se elimine la tensión aplicada. Una vez que se pasa el límite de fluencia, una fracción de la deformación será permanente e irreversible.

Tipos de fluencia

Hay varios tipos de fluencia. La fluencia de Nabarro-Herring es una forma de fluencia por difusión que depende en gran medida de la temperatura. La fluencia de Coble es una segunda forma de fluencia controlada por difusión. Sigue dependiendo de la temperatura, pero no tanto como el creep de Nabarro-Herring. Se ha observado fluencia de Harper-Dorn en sistemas de aluminio, plomo y estaño, así como en algunas cerámicas, hielo y algunas soldaduras. Los dos primeros tipos de fluencia dependen del tamaño del grano, mientras que la fluencia de Harper-Dorn depende del movimiento de dislocación.

Etapas de la fluencia

La fluencia es una de las pruebas de propiedades a largo plazo más comúnmente estudiadas que se realizan. No ocurre de repente, sino que resulta como una aplicación de estrés a largo plazo. Por tanto, es una deformación dependiente del tiempo. Hay tres etapas de fluencia. En la primera etapa, denominada "Fluencia primaria", la tasa de deformación es al principio relativamente alta, pero se ralentiza con el tiempo. La fluencia secundaria se produce a una velocidad relativamente uniforme y en este punto se denomina "tasa de deformación por fluencia". Finalmente, la fluencia terciaria ocurre a una tasa de fluencia acelerada y termina cuando el material se rompe o se rompe.

Tasa de deformación

Hay varias funciones de un material que determinan la velocidad de deformación debida a la fluencia. Estos incluyen las propiedades del material, el tiempo de exposición, la temperatura de exposición y la carga estructural que se aplica. De hecho, dependiendo de la cantidad de tensión aplicada, cuánto tiempo se aplica, la temperatura y la carga estructural aplicada, la deformación puede ser tan grande que un componente ya no puede funcionar en la aplicación para la que fue diseñado.

Palas de turbina

Esta aplicación es un ejemplo. La fluencia puede ser tan grande que con el tiempo la hoja entrará en contacto con la carcasa y hará que falle. Sin embargo, la fluencia puede no resultar en un modo de falla. Puede ser deseable en concreto porque alivia la tensión de tracción que podría resultar en agrietamiento.

La fluencia es solo una consideración al determinar el plástico adecuado para su proyecto. En Craftech, nuestro personal está disponible para ayudarlo con la elección correcta del material para su aplicación. Así que llámenos, envíe un fax o un correo electrónico.

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