<ul><li>Atrito nos polímeros </li></ul><ul><ul><li>O contato polímero-polímero ou polímero-metal é  plástico.  E/H metais ...
 
 
05 – Desgaste de Polímeros
<ul><li>Atrito nos polímeros </li></ul><ul><ul><li>µ  varia muito com a força normal, velocidade de deslizamento e tempera...
<ul><li>Atrito nos polímeros - deformação </li></ul><ul><ul><li>Esfera sobre plano com lubrificação </li></ul></ul>05 – De...
<ul><li>Atrito nos polímeros - adesão </li></ul><ul><ul><li>Polímero sobre plano metálico (“antes da formação de filme” </...
<ul><li>Atrito nos polímeros - adesão </li></ul><ul><ul><li>Polímero sobre plano metálico (“depois da formação de filme” <...
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  P n
Fatores que afetam o coeficiente de atrito temperatura média no contato -  PV A temperatura média no contato depende do pr...
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
Atrito nos polímeros - adesão Certamente efeito químico na interface. Verificar se elevação de força normal reduz  µ
<ul><ul><li>A rugosidade do corpo rígido é importante!!   </li></ul></ul><ul><ul><li>Baixa rugosidade do contracorpo – des...
<ul><ul><li>MECANISMOS DE DESGASTE REGIÃO COESIVA </li></ul></ul><ul><ul><li>Deformação predominantemente plástica – ABRAS...
<ul><ul><li>MECANISMOS DE DESGASTE REGIÃO INTERFACIAL </li></ul></ul><ul><ul><li>Ocorrem na interface ou próximo da interf...
Modos de transferência  Mecanismo de transferência normal <ul><ul><li>MECANISMOS DE DESGASTE REGIÃO INTERFACIAL </li></ul>...
Crescimento de junção (a) Esquema de um cristal de polímero  (b) estrutura do cristal após deslizamento <ul><li>Deformação...
ondulação provocada por deformação plástica (500 x) ‏ A seta indica o sentido de deslizamento Filme de transferência de PE...
- 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...
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 200N 0,1M/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 UHMWPE Material 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 a...
 
 
Classificação geral sobre mecanismos de dissipação de energia responsáveis pelo atrito e pelo desgaste de polímeros
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Desgaste por deslizamento de polímeros

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Aula 5 do curso Introdução ao estudo do atrito e do desgaste. Realizado por INES, UCS e Simecs, na UCS em junho de 2009.

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Desgaste por deslizamento de polímeros

  1. 1. <ul><li>Atrito nos polímeros </li></ul><ul><ul><li>O contato polímero-polímero ou polímero-metal é plástico. E/H metais = 100, E/H polímeros 10, menor índice de plasticidade. </li></ul></ul><ul><ul><li>As propriedades dos polímeros dependem fortemente do tempo (viscoelásticos). Ex tensão de escoamento aumenta muito com a taxa de deformação </li></ul></ul>05 – Desgaste por deslizamento de Polímeros
  2. 4. 05 – Desgaste de Polímeros
  3. 5. <ul><li>Atrito nos polímeros </li></ul><ul><ul><li>µ varia muito com a força normal, velocidade de deslizamento e temperatura. Tabelas de coeficiente de atrito são inúteis! </li></ul></ul><ul><ul><li>µ pode ser modelado por um termo de deformação e um termo de adesão </li></ul></ul>05 – Deslizamento de polímeros
  4. 6. <ul><li>Atrito nos polímeros - deformação </li></ul><ul><ul><li>Esfera sobre plano com lubrificação </li></ul></ul>05 – Deslizamento de polímeros Coeficiente de atrito por rolamento e fator de perda viscoelástica  /G -1/3 em função da temperatura..
  5. 7. <ul><li>Atrito nos polímeros - adesão </li></ul><ul><ul><li>Polímero sobre plano metálico (“antes da formação de filme” </li></ul></ul><ul><ul><li>Contato predominantemente elástico área real não aumenta linearmente com a carga e, portanto µ diminui com força normal (baixas cargas, superfícies lisas). </li></ul></ul>
  6. 8. <ul><li>Atrito nos polímeros - adesão </li></ul><ul><ul><li>Polímero sobre plano metálico (“depois da formação de filme” </li></ul></ul><ul><ul><li>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) </li></ul></ul><ul><ul><li>A rugosidade do corpo rígido é importante!! </li></ul></ul>05 – Deslizamento de polímeros 3.32
  7. 9. Fatores que afetam o coeficiente de atrito velocidade PEAD
  8. 10. Fatores que afetam o coeficiente de atrito força normal Poliamida PEAD
  9. 11. Fatores que afetam o coeficiente de atrito força normal PEAD LODGE Ft = µ P n
  10. 12. Fatores que afetam o coeficiente de atrito temperatura média no contato - PV A temperatura média no contato depende do produto PV
  11. 13. Temperatura média no contato PV
  12. 14. Temperatura média no contato PV Os dados estimularam a análise visando a modelagem
  13. 15. Temperatura média no contato PV
  14. 16. Fatores que afetam o coeficiente de atrito umidade A temperatura média no contato depende do produto PV
  15. 17. Atrito nos polímeros - adesão Certamente efeito químico na interface. Verificar se elevação de força normal reduz µ
  16. 18. <ul><ul><li>A rugosidade do corpo rígido é importante!! </li></ul></ul><ul><ul><li>Baixa rugosidade do contracorpo – desgaste controlado por adesão – PROCESSO DE DESGASTE INTERFACIAL </li></ul></ul><ul><ul><li>Rugosidade elevada do contra corpo – desgaste controlado por deformação (abrasão ou fadiga) PROCESSO DE DESGASTE COESIVO (???)‏ </li></ul></ul>Desgaste dos polímeros
  17. 19. <ul><ul><li>MECANISMOS DE DESGASTE REGIÃO COESIVA </li></ul></ul><ul><ul><li>Deformação predominantemente plástica – ABRASÃO </li></ul></ul><ul><ul><li>Deformação predominantemente elástica – FADIGA </li></ul></ul><ul><ul><li>A transição entre os dois modos não é abrupta </li></ul></ul>Desgaste dos polímeros
  18. 20. <ul><ul><li>MECANISMOS DE DESGASTE REGIÃO INTERFACIAL </li></ul></ul><ul><ul><li>Ocorrem na interface ou próximo da interface </li></ul></ul><ul><ul><li>Adesão, destacamento de cadeias, formação de filme sobre o substrato (e as vezes transferência de volta para o polímero) são os mecanismos básicos </li></ul></ul>Desgaste dos polímeros
  19. 21. Modos de transferência Mecanismo de transferência normal <ul><ul><li>MECANISMOS DE DESGASTE REGIÃO INTERFACIAL </li></ul></ul>
  20. 22. Crescimento de junção (a) Esquema de um cristal de polímero (b) estrutura do cristal após deslizamento <ul><li>Deformação plástica </li></ul><ul><li>Filme de transferência </li></ul><ul><ul><li>MECANISMOS DE DESGASTE REGIÃO INTERFACIAL </li></ul></ul>
  21. 23. ondulação provocada por deformação plástica (500 x) ‏ A seta indica o sentido de deslizamento Filme de transferência de PEAD (1580 x). <ul><ul><li>MECANISMOS DE DESGASTE REGIÃO INTERFACIAL </li></ul></ul>
  22. 24. - 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” <ul><ul><li>MECANISMOS DE DESGASTE REGIÃO INTERFACIAL </li></ul></ul>
  23. 25. VARIÁVEIS QUE AFETAM O DESGASTE
  24. 26. VARIÁVEIS QUE AFETAM O DESGASTE RUGOSIDADE
  25. 27. VARIÁVEIS QUE AFETAM O DESGASTE RUGOSIDADE
  26. 28. VARIÁVEIS QUE AFETAM O DESGASTE P - V
  27. 29. 0,1M/s 50N VARIÁVEIS QUE AFETAM O DESGASTE 0,1M/s 200N 0,1M/s 100N
  28. 30. VARIÁVEIS QUE AFETAM O DESGASTE
  29. 31. VARIÁVEIS QUE AFETAM O DESGASTE Rugosidade Não a mesma tendência que POM X ALUMINA
  30. 32. VARIÁVEIS QUE AFETAM O DESGASTE MATERIAL Material do pino POM X UHMWPE Material do disco INOX X ALUMINA
  31. 33. Melhora o entendimento DESGASTE E SEVERIDADE GLOBAL
  32. 34. DESGASTE E SEVERIDADE GLOBAL Melhora o entendimento
  33. 35. ATRITO E SEVERIDADE GLOBAL Não explica! O coeficiente de atrito foi função do material
  34. 36. MECANISMOS DE DESGASTE E SEVERIDADE GLOBAL
  35. 37. 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.
  36. 40. Classificação geral sobre mecanismos de dissipação de energia responsáveis pelo atrito e pelo desgaste de polímeros

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