Desgaste por deslizamento - parte 3
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1
A importância dos óxidos
Deslizamento com redução
Fretting (oxidação)
A Topografia
Fadiga de contato
03 – Desgaste por deslizamento
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Desgaste por deslizamento fio textil contra gancho – redução do filme de óxido
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redução do filme de óxido
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6
Movimento oscilatórioRegiões com escorregamentoRegiões sem escorregamento
Efeito do aumento da força oscilatória
Fretting
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7
Regiões com escorregamentoRegiões sem escorregament
Fretting
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8
Fretting
Efeito do aumento da amplitude e do tipo de óxido formado
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9
Objetivo
Determinar a área real de contato
Otimizar desempenho de superfícies
Técnicas
Mecânicas e Ópticas
Modelo
Greenwood e Williamson
A topografia
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10
Belidor – Século XVIII Esferas
Coulomb - Para metais superfícies compostas de partes angulares ou globulares duras e inflexíveis
Área real de contato
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11
Área aparente de contato: ortogonal á força normal
Área real de contato: somatória das áreas de contato entre asperezas
Área real de contato
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12
Força
Pressão
NominalPressão
Real
Aço 8000g
Dureza 1010N/m2
Área aparente 10cm2
Área real: 3 regiões não colineares
300µm2 cada!
~ 10µm de raio!
Ar/Aa : 1/1000 a 1/10.000
Área real x área aparente
Área real de contato
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13
Superfície do pino 2 s Superfície do pino 10 min
Área real x área aparente
Quinn
Área real de contato
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14
Inclinação Summits = tg = cte = h/l
Raio Summits= R = r + h(cotg )
Número Summits = N= Constante
2l
h
r
Área Real = N..R2
A)Contato tipo (Abbot - Firestone)
Área real – simplificação 1
W
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15
Perfil bruto
Perfil de ondulação
Perfil de rugosidade
=
+
Técnicas Perfilometria 2D
Hioki 2007
Área real de contato
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16
Técnicas Perfilometria 3D
Hioki 2007
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17
Asperezas
As asperezas tem inclinações muitíssimo suaves, as escalas de rugosidade nos confundem.
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18
Direção de UsinagemDireção de Usinagem
Direção de
Usinagem
Direção de
Usinagem
Bronzina Brochada Acabamento TransversalBronzina Mandrilada Acabamento Longitudinal
Esquema contato das asperezas bronzina e virabrequim (a) mandrilada b) brochada, (Ni e Cheng, 1996).
Otimizar desempenho tribológico
Área real de contato
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19
Ava
nço
Medição rugosidade
Otimizar desempenho tribológico
Usinagem
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20
0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,140
100
200
300
400
500
1
4
6
7
10
11
13
16
Vid
a d
a s
up
erf
ície
(s
)
Svi
Parâmetro Funcional Svi Vida da superfície
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21
Lixamento grosseiro
Fator de plasticidade
10-8
10-6
10-4
10-2
1
102
0,5 1,0 2,0 4,0 8,0
Regime
elástico
Polimento
fino
Polimento
prolongado
Polimento
metalúrgico
médioLixamento fino
Regime
Plástico
Pressão
Nominal
(kg/cm2)ψ =
EH σr
12
Contato elástico ou plástico
Greenwood, J.A.; Williamson, J. P.B. “Contact o nominal flat surfaces”. Proceedings o fthe Royal Society, v. A 295, 1966, 300-319
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22
A Área Real
A Área aparente
P Força de contato
Inclinação Summits
Raio Summits
Densidade Summits
Área real – Bowden e Tabor
A=π⋅ η⋅β⋅σ ⋅A⋅e−h
P=π12⋅η⋅E'⋅β
12⋅σ
32⋅A⋅e−h
e-h - Distribuição exponencial!
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23
A W
0,1 1 10 100 1000
10
1
10-1
10-2
10-3
Carga (N)
Área de
Contato
(mm2)
Área de contato entre corpos com múltiplas asperezas
Distribuição exponencial
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24
Inclinação Summits
Raio Summits
Densidade Summits
Tomanik, E.; Chacon, H.Teixeira, G. A Simple Numerical Procedure to Calculate the Input Data of Greenwood-Williamson Model of Asperity Contact for Actual Engineering Surfaces TRIBOLOGY SERIES , 2003; VOL 41 P: 205-216 Amsterdam, Boston, Elsevier, 2003
Área real – simplificação 2
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25
Fadiga de contato
02 – Os tipos de desgaste
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26
+
F
+
F
F
+
F
+
Contato Conforme
Contato Não Conforme
Fadiga de contato – tipo de contato
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27ASM – MH 2002 V19 p. 1749
+
F
+
P+
F
+
P+
F
+
P
A B C
+
F
+
P
0
Fadiga de contato – variação das tensões de contato na ou próximo da
superfície
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Efeito de una componente deslizante, em sistema camo-seguidor, sobre o campo de tensões. (a) campo de tensões apenas carga normal. (b) campo de tensão também com carga tangencial
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danos de pitting y spalling. en engrenagens (a) pitting.
(b) spalling (pitting mais intenso)
(c) Vista superior
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30
Fadiga de contato – equipamento para ensaio
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31
Efeito do intensificador de tensão (veio x nódulo)
![Page 32: Desgaste por deslizamento - parte 3](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022051212/558b47e2d8b42a3a468b4774/html5/thumbnails/32.jpg)
32
NEVES, J.C.K. ÂNGELO, C.M., SOUZA, R.M. SINATORA A. Effect of mechanically imposed stresses on the contact fatigue resistnac of two cast irons with high hardness matrix. Wear 263 (2007) 700-706
Referências01 - O desgaste de componentes e equipamentos