Fatigue-life and stress distribution of a glass-ceramic under different loading conditions

Resumo

O objetivo deste estudo é avaliar o efeito de diferentes condições de carregamento no comportamento mecânico e na distribuição de tensões de uma vitrocerâmica reforçada com leucita. Amostras cerâmicas em forma de lâminas foram obtidas a partir de vitrocerâmica reforçada com leucita (1,5 × 8,4 × 8,3 mm) e cimentadas adesivamente a um substrato análogo de dentina. Ensaios de carga de compressão monotônica e fadiga foram realizados para simular o contato esfera-plano, usando um pistão esférico de 6 mm de diâmetro; e contato plano com plano, usando um pistão plano de 3 mm de diâmetro. Para o ensaio de carga de compressão monotônica (n=20), foi aplicada uma carga compressiva gradual (0,5 mm/min) ao corpo-de-prova usando uma máquina de ensaio universal. Os dados de carga de fratura foram analisados de acordo com a distribuição de Weibull. O teste de fadiga foi realizado com os protocolos (carga e número de ciclos) definidos pela técnica de boundary (n=30). Os dados de fadiga foram analisados usando uma relação de tempo de vida - tensão de lei da potência inversa (IPL- inverse power law). A distribuição de tensões foi investigada usando análise de elementos finitos (AEF). O módulo de Weibull para teste de compressão monotônico e de fadiga foram semelhantes entre as duas condições de contato. Em fadiga, o expoente de crescimento sub-crítico da trinca foi maior para o contato esfera-plano, o que indica que o nível de carga teve um efeito maior na probabilidade de falha do corpo-de-prova. Em conclusão, AEF apresentou distribuição de tensões diferente para as condições de carregamento testadas. A distribuição de tensões e a probabilidade de falha em fadiga dos corpos-de-prova testados utilizando o contato esfera-plano apresentaram maior dependência do nível de carga.