Modelos de fluência

Fluência é a deformação dependente do tempo que ocorre sob um estado de tensão constante. A fluência é observada na maioria dos materiais de engenharia, especialmente em metais sob temperaturas elevadas, plásticos com elevada concentração de polímeros, concreto e combustíveis sólido em motores de mísseis. Como os efeitos de fluência levam muito tempo para aparecer, ela é geralmente desprezada na análise dinâmica.

A curva de fluência é um gráfico da deformação em relação ao tempo. Três regimes diferentes podem ser distinguidos em uma curva de fluência: o primário, o secundário e o terciário (ver figura a seguir). Apresentam interesse os regimes primário e secundário.

Duas leis de fluência, baseadas na abordagem de "equações de estado", são implementadas. Cada lei define uma expressão para a deformação de fluência uniaxial em termos da deformação uniaxial e do tempo.

Lei clássica de energia para a fluência (lei de Bailey-Norton)

onde:

T = Temperatura (Kelvin) (= temperatura de entrada + temperatura de referência + temperatura de saída)

CT = Uma constante de material que define a dependência da fluência em relação à temperatura.

A lei de energia clássica para a fluência representa em uma fórmula os regimes de fluência primário e secundário. O regime terciário de fluência não é considerado. “t” é a duração atual real (não pseudo) e s é a a tensão uniaxial total no instante t.

Para estender essas leis a um comportamento de fluência multiaxial, são feitas as seguintes pressuposições:

• A lei de fluência uniaxial permanece válida quando a deformação de fluência uniaxial e a tensão uniaxial são substituídas por seus valores efetivos.

• O material é isotrópico.

• As deformações de fluência são incompressíveis.

Para uma análise numérica da fluência, onde o carregamento cíclico pode ser aplicado, com base na lei da deformação de endurecimento, as taxas atuais de deformação de fluência são expressas como uma função da tensão atual e da deformação de fluência total:

onde: