A3 Fatiga en Polímeros (Calentamiento por Histéresis)

Tópico

La componente viscosa de este polímero, cuantificada mediante el factor de pérdida que describe con más detalle otro modelo de este conjunto, disipa, en cada ciclo de carga que se le aplica, una energía disipada característica: bajo carga cíclica, este polímero no se deforma y se recupera siguiendo exactamente la misma curva de esfuerzo-deformación en ambos sentidos, sino que traza, entre la carga y la descarga de cada ciclo, un lazo de histéresis, y es el área encerrada dentro de ese mismo lazo de histéresis la que representa esta energía disipada en ese ciclo. Que este factor de pérdida de este polímero sea mayor hace que, para una misma amplitud de carga cíclica, esta energía disipada por ciclo también sea mayor.

Que esta energía disipada por ciclo se repita, ciclo tras ciclo, a la frecuencia con la que se aplica esta carga cíclica, produce, dentro de este polímero, una tasa de generación de calor: cada ciclo adicional de carga añade, dentro de este polímero, la misma energía disipada que ya disipó el ciclo anterior, y esa energía disipada repetida, acumulada por unidad de tiempo, es la que constituye esta tasa de generación de calor. Que esta frecuencia de la carga cíclica sea mayor, para una misma energía disipada por ciclo, hace que esta tasa de generación de calor también sea mayor, porque la misma energía disipada por ciclo se repite más veces por unidad de tiempo.

Por eso este modelo, con la componente viscosa y esta tasa de generación de calor con las que se abrió, hace que esta misma tasa de generación de calor eleve la temperatura local de este polímero, si esa generación de calor supera a la capacidad de este polímero para disipar ese calor hacia su entorno, hasta el punto de producir un reblandecimiento local que puede llegar a fallar antes de que ninguna grieta alcance a propagarse de manera significativa: esta fatiga por calentamiento de histéresis contrasta, de este modo, con la fatiga que ya describe, para un metal, otro modelo de un conjunto de materiales distinto, en la que es el crecimiento progresivo de una única grieta de fatiga, y no este calentamiento por histéresis, el mecanismo dominante que lleva a la falla final. Que este polímero disipe, ciclo tras ciclo, una energía disipada por histéresis mucho mayor que la que disipa ese metal por los mismos ciclos de carga hace que este mecanismo de calentamiento por histéresis, insignificante en ese metal, se vuelva en cambio el mecanismo de fatiga dominante en este polímero.

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