A2 Fatiga Estática (Crecimiento Subcrítico de Grietas Asistido por Humedad)

Tópico

En el sílice, el crecimiento subcrítico de grietas asistido por humedad ambiental —lo que se conoce como fatiga estática— es el fenómeno que describe este modelo, reutilizando directamente el marco que ya establece otro modelo de este conjunto, el que describe la fatiga estática y el crecimiento subcrítico de grietas de un cerámico: un esfuerzo constante que actúa sobre una grieta, junto con un ambiente reactivo, hace que esa grieta crezca de forma subcrítica, sin llegar todavía al tamaño que produciría una fractura inmediata. Que este modelo reutilice directamente ese marco hace que no necesite redefinir, desde cero, el mecanismo por el cual el esfuerzo constante y el ambiente reactivo hacen crecer la grieta.

En este sistema específico, es la humedad ambiental la que actúa como ese ambiente reactivo, y es ella la que acelera el crecimiento subcrítico de la grieta en el sílice: este mismo crecimiento sigue la ley potencial de la región I ya establecida en ese otro modelo de este conjunto, de modo que un pequeño aumento en la humedad ambiental hace que la velocidad a la que la grieta avanza aumente de forma desproporcionadamente mayor. Este es, de hecho, el sistema en el que Wiederhorn caracterizó por primera vez, en 1967, este mismo fenómeno de fatiga estática asistida por humedad.

Esa misma ley potencial de crecimiento subcrítico, sin embargo, no tiene una constante fija en este modelo: la humedad relativa del ambiente modifica empíricamente la constante de crecimiento subcrítico. Que la humedad relativa sea mayor hace que esta constante de crecimiento subcrítico sea, a su vez, mayor, y que la grieta crezca más rápido para un mismo nivel de esfuerzo constante; que la humedad relativa sea menor, hace que esta constante sea menor, y que la grieta crezca más lento bajo ese mismo esfuerzo.

Por eso este modelo, con el crecimiento subcrítico de grietas asistido por humedad ambiental con el que se abrió, reutiliza directamente la cadena completa que ya establece otro modelo de este conjunto: que ese crecimiento subcrítico, acelerado por la humedad ambiental y modificado por la humedad relativa según su propia constante, se acumule a lo largo del tiempo en que el esfuerzo constante sigue actuando sobre la grieta hace que sea, precisamente, esa acumulación la que determina el tiempo hasta la fractura del sílice.

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