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Em determinadas situações, um material submetido a tensões abaixo do seu limite de resistência pode possuir trincas que se propagam lentamente até atingir um tamanho crítico, quando o material fratura catastroficamente. A Mecânica da Fratura se propõe a estudar o tamanho crítico de trinca para cada material e suas condições de trabalho, e assim se pode prever o tempo em serviço até que defeitos presentes em uma peça alcancem o tamanho crítico.
Dentre as causas para uma falha em serviço abaixo dos limites máximos de engenharia está a fadiga (carregamento cíclico, muitas vezes variando entre cargas trativas e compressivas). Estudos específicos devem ser realizados para avaliar o comportamento de cada material em cada condição de carregamento.
A fluência é outro fenômeno presente e importante principalmente para aplicações de materiais poliméricos. Ela ocorre quando um material sofre deformação plástica abaixo de seu limite de resistência (inclusive abaixo do seu limite de proporcionalidade) após longos períodos de tempo sob carregamento estático.
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