O padrão “Método de teste padrão ASTM D4482-11 para propriedades de borracha - Fadiga de ciclo de extensão” publicado pela Sociedade Americana de Testes e Materiais (ASTK) descreve um método de teste para determinar a vida de fadiga de compostos de borracha submetidos a ciclos de tensão-deformação. Durante parte do ciclo deste teste, a tensão é relaxada até o valor zero. As amostras são testadas sem defeitos, cortes ou rachaduras induzidos intencionalmente. A falha é indicada pela ruptura completa do espécime de teste.
Nenhuma correlação definitiva é dada ou implícita entre esses resultados de testes e o serviço. Isso se deve à natureza variável das condições de serviço. Esses procedimentos de teste fornecem dados que podem ser usados na avaliação comparativa de compostos de borracha quanto à sua capacidade de resistir à fadiga do ciclo de extensão (dinâmica).
Este método de teste inclui um procedimento para determinar a vida útil da fadiga em várias taxas de extensão. O ciclo de estresse é característico do tipo de dispositivo de teste especificado. A experiência em testes de fadiga mostra que a vida de fadiga pode ter uma distribuição ampla e não normal e, portanto, um grande desvio padrão que depende do composto. Por exemplo, a borracha natural tem uma distribuição mais estreita do que muitas borrachas sintéticas. Portanto, um grande número de amostras pode ser necessário para atingir a precisão desejada. A comparação de diferentes compostos de borracha deve ser feita levando em consideração o desvio padrão de cada um.
Os dados de fadiga gerados neste método de teste fornecem principalmente uma estimativa do comportamento de iniciação de trinca de um vulcanizado de borracha e apenas uma medida muito aproximada da taxa de propagação de trinca. As informações obtidas podem ser úteis para prever o desempenho da vida útil à flexão de um composto em serviço ativo. No entanto, o usuário deve estar ciente de que, no uso real, os produtos estão sujeitos a muitos outros fatores de fadiga que não são medidos por este método de teste.
Em resumo, este teste determina a vida de fadiga de compostos de borracha quando submetidos a um ciclo contínuo de tensão-deformação. As amostras são testadas intactas, sem cortes, rachaduras ou defeitos. A falha é indicada pela ruptura completa da amostra de teste, portanto qualquer defeito pode ser um catalisador indesejável.
Embora as informações obtidas por esse método de teste possam ser úteis para prever o desempenho da vida útil flexível (fadiga de flexão) de um composto em serviço real, há muitos outros fatores de fadiga no ambiente real que não são medidos por esse método de teste. No entanto, esse procedimento de teste produz dados que podem ser usados para uma avaliação comparativa da capacidade dos compostos de borracha de suportar fadiga de ciclo longo. Isso é particularmente útil ao avaliar a adequação de um composto de borracha dentre uma variedade de opções possíveis.
Para os fins desta norma, aplicam-se os seguintes termos e definições:
Durante os testes, os corpos de prova com halteres são esticados ciclicamente a uma frequência constante e ao longo de uma série de taxas de extensão máximas fixas, de modo que ocorre pouco ou nenhum aumento de temperatura. Essa ação de alongamento cíclico é chamada de alongamento. Como resultado da flexão, rachaduras, geralmente iniciadas por um defeito natural, crescem e eventualmente causam falha, definida como a ruptura completa do corpo de prova. O número de ciclos até a falha (vida útil de fadiga) é registrado.
A fadiga, conforme usada neste método de teste, refere-se a um mecanismo de falha de ruptura resultante do crescimento de defeitos na amostra. Fadiga não se refere à mudança repentina da estrutura físico-química da borracha em testes de flexão de alta frequência, o que leva a um aumento significativo de temperatura.
A vida de fadiga pode ser determinada em cada uma de várias taxas de extensão diferentes e plotada como uma função do log (vida de fadiga) da taxa de extensão ou do log (energia de deformação). Para comparações limitadas de vulcanizados de borracha com propriedades de tensão-deformação semelhantes e o mesmo sistema de polímero, uma única razão de extensão ou log (energia de deformação) pode ser usada.
Este método de teste abrange um procedimento para determinar a vida útil da fadiga em várias taxas de extensão. O ciclo de deformação é característico do tipo especificado de aparelho de teste. A experiência em testes de fadiga mostra que a vida de fadiga pode ter uma distribuição ampla e não normal e, portanto, um grande desvio padrão que depende do composto. Por exemplo, a borracha natural tem uma distribuição mais estreita do que muitas borrachas sintéticas. Portanto, um grande número de amostras pode ser necessário para atingir a precisão desejada. A comparação de diferentes compostos de borracha deve ser feita levando em consideração o desvio padrão de cada um.
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