Modelos de fluencia
La fluencia es una deformación unitaria dependiente del tiempo producida en un estado de tensión constante. La fluencia se observa en la mayoría de los materiales de ingeniería, especialmente en metales a altas temperaturas, plásticos con alto contenido de polímeros, hormigón y propergol sólido en motores de cohetes. Como los efectos de la fluencia tardan en desarrollarse, normalmente se ignoran en los análisis dinámicos.
La curva de fluencia es un gráfico de la deformación unitaria frente al tiempo. Pueden distinguirse tres regímenes diferentes en una curva de fluencia; primario, secundario y terciario (vea la siguiente figura). Generalmente, los regímenes primario y secundario resultan de interés.
Se implementan dos leyes de fluencia basadas en el método de “Ecuación de estado”. Cada ley define una expresión para la deformación unitaria de fluencia uniaxial en términos de la tensión uniaxial y el tiempo.
Ley de potencia clásica para fluencia (ley de Bailey-Norton)
donde:
T = Temperatura (Kelvin) (= temperatura de entrada + temperatura de referencia + temperatura de compensación)
CT = Una constante de material que define la dependencia de la temperatura demostrada por la fluencia
La ley de potencia clásica de la fluencia representa los regímenes de fluencia primario y secundario en una fórmula. El régimen de fluencia terciario no se considera. “t” es el tiempo real actual (no ficticio) y s es la tensión uniaxial total en el tiempo t.
Para extender estas leyes a un comportamiento de fluencia multiaxial, se realizan las siguientes suposiciones:
La ley de fluencia uniaxial mantiene su validez si la deformación unitaria de fluencia uniaxial y la tensión uniaxial se reemplazan por sus valores efectivos.
El material es isotrópico
Las deformaciones unitarias de fluencia son incompresibles
Para un análisis numérico de fluencia, donde puede aplicarse la carga cíclica basándose en la regla de rigidización de deformación unitaria, las velocidades de deformación unitaria de fluencia actuales se expresan como una función de la tensión actual y la deformación unitaria de fluencia total.
donde:
