desgaste por deslizamento de polímeros
Post on 22-Jun-2015
3.218 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
1
Atrito nos polímeros
O contato polímero-polímero ou polímero-metal é plástico. E/H metais = 100, E/H polímeros 10, menor índice de plasticidade.
As propriedades dos polímeros dependem fortemente do tempo (viscoelásticos). Ex tensão de escoamento aumenta muito com a taxa de deformação
05 – Desgaste por deslizamento
de Polímeros
4
05 – Desgaste de Polímeros
5
Atrito nos polímeros
– µ varia muito com a força normal, velocidade de deslizamento e temperatura. Tabelas de coeficiente de atrito são inúteis!
– µ pode ser modelado por um termo de deformação e um termo de adesão
05 – Deslizamento de polímeros
6
Atrito nos polímeros - deformação
Esfera sobre plano com lubrificação
05 – Deslizamento de polímeros
Coeficiente de atrito por rolamento e fator de perda viscoelástica /G-1/3 em função da temperatura..
7
Atrito nos polímeros - adesãoPolímero sobre plano metálico (“antes da formação de filme”
– Contato predominantemente elástico área real não aumenta linearmente com a carga e, portanto µ diminui com força normal (baixas cargas, superfícies lisas).
8
Atrito nos polímeros - adesãoPolímero sobre plano metálico (“depois da formação de filme”
Adesão determinada pela força de ligação entre polímero e metal. Forças fracas, semelhantes em intensidade, ás que unem lateralmente as cadeias de polímeros. (ex. Óleos x ácidos)
– A rugosidade do corpo rígido é importante!!
05 – Deslizamento de polímeros
3.32
Fatores que afetam o coeficiente de atrito velocidade
PEAD
Fatores que afetam o coeficiente de atrito força normal
Poliamida
PEAD
Fatores que afetam o coeficiente de atrito força normal
PEAD
LODGE Ft = µ Pn
Fatores que afetam o coeficiente de atrito temperatura média no contato - PV
A temperatura média no contato depende do produto PV
Temperatura média no contato PV
Temperatura média no contato PV
Os dados estimularam a análise visando a modelagem
Temperatura média no contato PV
Fatores que afetam o coeficiente de atrito umidade
A temperatura média no contato depende do produto PV
17
Atrito nos polímeros - adesão
(b) Carga aplicada = 2,0 N
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Coef
. de
atrit
o
40
45
50
55
60
65
Umid
. rel
.[%]
Coef. de atrito
Umidade relativa
(a) Carga aplicada = 0,5 N
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0 1000 2000 3000 4000 5000
Coe
f. de
atr
ito
40
45
50
55
60
65
Um
id. r
el.[%
]
Coef. de atrito
Umidade relativa
(d) Carga aplicada = 20,0 N
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0 1000 2000 3000 4000 5000Distância percorrida [m]
Co
ef.
de
atr
ito
40
45
50
55
60
65
Um
id. r
el. [
%]
Coef. de atrito
Umidade relativa
Certamente efeito químico na interface.Verificar se elevação de força normal reduz µ
18
– A rugosidade do corpo rígido é importante!!
Baixa rugosidade do contracorpo – desgaste controlado por adesão – PROCESSO DE DESGASTE INTERFACIAL
Rugosidade elevada do contra corpo – desgaste controlado por deformação (abrasão ou fadiga) PROCESSO DE DESGASTE COESIVO (???)
Desgaste dos polímeros
19
MECANISMOS DE DESGASTE REGIÃO COESIVA
Deformação predominantemente plástica – ABRASÃO
Deformação predominantemente elástica – FADIGA
A transição entre os dois modos não é abrupta
Desgaste dos polímeros
20
MECANISMOS DE DESGASTE REGIÃO INTERFACIAL
Ocorrem na interface ou próximo da interface
Adesão, destacamento de cadeias, formação de filme sobre o substrato (e as vezes transferência de volta para o polímero) são os mecanismos básicos
Desgaste dos polímeros
Modos de transferência Mecanismo de transferência normal
MECANISMOS DE DESGASTE REGIÃO
INTERFACIAL
Crescimento de junção
(a) Esquema de um cristal de polímero
(b) estrutura do cristal após deslizamento
•Deformação plástica
•Filme de transferência
MECANISMOS DE DESGASTE REGIÃO
INTERFACIAL
ondulação provocada por deformação plástica (500 x)
A seta indica o sentido de deslizamento
Filme de transferência de PEAD (1580 x).
MECANISMOS DE DESGASTE REGIÃO
INTERFACIAL
- MEV pino de UHMWPE (Aço Inox R3, 0,1 m/s e 50 N). Filme formado de camadas mostrando o destacamento de uma lâmina
Atrito no amaciamento “running in”
MECANISMOS DE DESGASTE REGIÃO
INTERFACIAL
VARIÁVEIS QUE AFETAM O DESGASTE
VARIÁVEIS QUE AFETAM O DESGASTE RUGOSIDADE
VARIÁVEIS QUE AFETAM O DESGASTE RUGOSIDADE
VARIÁVEIS QUE AFETAM O DESGASTE P - V
0,1M/s 50N
VARIÁVEIS QUE AFETAM O DESGASTE
0,1M/s 200N0,1M/s 100N
VARIÁVEIS QUE AFETAM O DESGASTE
VARIÁVEIS QUE AFETAM O DESGASTE Rugosidade
Não a mesma tendência que POM X ALUMINA
VARIÁVEIS QUE AFETAM O DESGASTE MATERIAL
Material do pino POM X UHMWPEMaterial do disco INOX X ALUMINA
Melhora o entendimento
DESGASTE E SEVERIDADE GLOBAL
DESGASTE E SEVERIDADE GLOBAL
Melhora o entendimento
ATRITO E SEVERIDADE GLOBAL
Não explica! O coeficiente de atrito foi função do material
MECANISMOS DE DESGASTE E SEVERIDADE GLOBAL
Bibliografia
SILVA, C.H. Estudo do efeito da carga normal e da velocidade no coeficiente de atrito do par polietileno de alta densidade e aço carbono galvanizado. Dissertação de Mestrado, 1998. PPGEM.SILVA, C.H., TANAKA, D. SINATORA . The effect of load and relative humidity on friction coefficient between high density polyethylene on galvanized steel – preliminary results. Wear 225-229 (1999) 339-342.SILVA, C.H., SINATORA . Development of severity parameter for wear study of thermoplastics 263 (2007) 957-964.
Classificação geral sobre mecanismos de dissipação de energia responsáveis pelo atrito e pelo desgaste de polímeros
top related