Análisis numérico del crecimiento de grieta por fatiga del CPVC: efecto de la temperatura y frecuencia de carga

Abstract

En esta investigación se presenta un análisis del efecto combinado de la temperatura y la frecuencia de carga sobre la velocidad de crecimiento de la grieta por fatiga del cloruro de polivinilo clorado (CPVC). El CPVC es un material termoplástico utilizado para sistemas de tuberías en los que la temperatura y la resistencia química son importantes, características que lo convierten en una buena alternativa frente a los metales. El método dual de elementos de contorno (MDEC) se utiliza para determinar estados tridimensionales de esfuerzos y deformaciones en cada incremento de grieta. Los factores de intensidad de esfuerzos en la punta de la grieta se determinan usando la integral J. Un modelo matemático propuesto por Kim & Wang en 1994, basado en resultados experimentales, se aplica para predecir la velocidad de crecimiento. Para ello, se evalúa una muestra con una grieta lateral utilizando valores de temperatura entre 23 y 70 ºC y frecuencias entre 0,1 y 10 Hz. Los resultados muestran que la velocidad de crecimiento aumenta con el aumento de la temperatura y con la disminución de la frecuencia. Los resultados se comparan con el modelo de París y Erdogan y se revela una relación entre ellos, lo que implica que el MDEC podría ser una herramienta adecuada y precisa para investigar la predicción del crecimiento de la grieta en los polímeros.

Keywords

• CPVC
• frecuencia de carga
• método de los elementos de contorno
• mecánica de la fractura
• propagación de grietas por fatiga
• temperatura