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Erschienen in: Journal of Materials Science 1/2011

01.01.2011

Predicting long-term creep failure of bimodal polyethylene pipe from short-term fatigue tests

verfasst von: Zheng Zhou, Anne Hiltner, Eric Baer

Erschienen in: Journal of Materials Science | Ausgabe 1/2011

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Abstract

Short-term fatigue testing was used to predict long-term creep failure of a bimodal polyethylene (BMPE) pipe with superior creep resistance. The stepwise crack propagation was studied by increasing the R-ratio (defined as the ratio of the minimum to the maximum stress intensity factor in the fatigue loading cycle) at 50 °C from 0.1 approaching creep (R = 1). Crack growth rate (da/dt) was related to the maximum stress intensity factor K I,max and R-ratio by a power law relationship \( {\frac{{{\text{d}}a}}{{{\text{d}}t}}} = B^{\prime } K_{{{\text{I}},\max }}^{4} (1 + R)^{ - 8.5} \). The correlation in crack growth kinetics allowed for extrapolation to creep fracture from short-term fatigue testing. The temperature dependence of crack growth rate was contained in the prefactor B′. A change in slope of the Arrhenius plot of B′ at 67 °C indicated that at least two mechanisms contributed to crack propagation, each dominating in a different temperature region. This implied that a simple extrapolation to ambient temperature creep fracture from elevated temperature tests might not be reliable.

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19.
Metadaten
Titel
Predicting long-term creep failure of bimodal polyethylene pipe from short-term fatigue tests
verfasst von
Zheng Zhou
Anne Hiltner
Eric Baer
Publikationsdatum
01.01.2011
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science / Ausgabe 1/2011
Print ISSN: 0022-2461
Elektronische ISSN: 1573-4803
DOI
https://doi.org/10.1007/s10853-010-4902-9

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