SEGUNDA LISTA DE TRIBOLOGIA

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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS 
CURSO EM ENGENHARIA MECÂNICA 
 
2° QUESTIONÁRIO DISCIPLINA DE TRIBOLOGIA 
 
PROF. GILMAR CORDEIRO DA SILVA 
 
ALUNO (A) ADRIANO DA SILVA SANTOS DATA: 20/09/2021 
 
1) Faça uma analogia entre os parâmetros abaixo e descreva as possíveis vantagens e 
desvantagens de cada um deles. Ra e Rc; Ry e Rz; Ra e Rq 
RA – Rugosidade Media 
E a media aritmética dos valores absolutos das ordenadas dos afastamentos dos pontos do 
perfil de rugosidadade em relação a linha media dentro do percurso de medição 
Vantagens: 
 È o parâmetro mais utilizado 
 Aplicável na maioria dos processos de fabricação 
 Quase todos os equipamentos de medição apresentam esse parâmetro 
 Riscos inerentes ao processo alterem pouco o seu valor 
Desvantagens 
 Seu valor não define a forma das irregularidades e pode ser associado a 
diferentes processos 
 Presença de picos ou vales atípicos vindo dos processos podem acultar 
alguns defeitos 
Rq – Raiz quadrada das medias dos quadrados 
O parâmetro Rq e definido como a raiz quadrada da media dos quadrados em 
relação a linha media em um comprimento L de avaliação. Seu gráfico de avaliação 
e praticamente igual ao do Ra 
O Ra tem uma aplicação maior na indústria optica e eletrônica devido a capacidade 
de identificação de picos e vales, onde estas imperfeiçoes comprometem a 
qualidade potencial ou distorções locais 
Rc – Media das amplitudes contidas no perfil 
E bastante semelhante aos parâmetros Ra e Rq, porem considera também os vales. 
Ry – Rugosidade máxima atual 
Definido como o maior valor das rugosidades parciais que se apresentam no 
percurso de medição 
Vantagens: 
 Informa sobre a máxima deteriorização da superfície vertical da peça 
 E de fácil obtenção quando o equipamento de medição fornece o gráfico da 
superfície 
 Aplicado em vários países 
Desvantagens: 
 Nem todos os equipamentos fornecem esse parâmetro 
 Pode dar uma imagem errada da superfície, pois avalia os desvios localizados 
 Presença de riscos após o processo de usinagem, não inerentes ao processo, pode 
levar a resultados incorretos 
Rz – Rugosidade total 
Corresponde ao pico mais alto e o vale mais profundo no comprimento de 
avaliação l. 
Vantagens: 
 Considera todo o comprimento de avaliação 
 Tem o mesmo emprego do Ry, sendo mais abrangente pois e determinado 
considerando o comprimento total 
 Mesmas vantagens do Ry 
Desvantagens: 
 Pode levar a resultados enganosos como, por exemplo, a presença de vales 
profundos 
2) Defina Perfil R 
Perfil R e definido com um parâmetro de perfil de superfície ligados a linha media (ISO 
4287) relacionados aos parâmetros de rugosidade. Sendo que três tipos de parâmetros 
podem ser determinados: amplitude, espaçamento e híbridos 
 
 
3) Em uma situação em que é necessário o contato superficial entre duas partes 
como sede do cilindro e anel de segmento, descreva o motivo da operação de 
brunimento e “Plateu” nesta operação 
Brunimento e o processo de acabamento da superfície interna de um cilindro. Ele é 
relacionados com o diâmetro interno e a geometria do furo, sua cilindricidade e 
circularidade alcançado a rugosidade especifica do material e realizando, com 
movimentos verticais oscilantes, o processo de preenchimento dos polos. 
4) Explique a relação de razão de contato e o desgaste superficial ao longo do 
tempo 
Com o passar do tempo e com o atrito gerado entre dois materiais a razão de contato 
ira aumentar, pois ocorrera o desgaste do material com o atrito entre as superfícies 
fazendo com que ocorra deformações em suas superfícies, que por sua vez, 
implicar em um aumento na área de contato real. 
5) Explique o conceito de contato real. 
O contato real deve ser relacionado ao contato microscópio entre as superfícies, pois 
por melhor que seja o acabamento dificilmente a superfície será perfeitamente lisa. 
6) Pela teoria da adesão, explique a diferença entre força de atrito estático e atrito 
dinâmico 
Coeficiente de atrito estático – µs 
Coeficiente de atrito dinâmico - µd 
µs > µd 
A força de adesão e desenvolvida nas áreas de contato real entre as superfícies, 
de forma que isso interfere no coeficiente de atrito estático e atrito dinâmico. 
Para efeitos de avaliação, principalmente didáticos, os efeitos da adesão e da 
deformação na força de atrito são estudados separadamente. 
 
 
 
 
 
 
7) Mostre como o coeficiente de atrito está relacionado com a tensão de 
cisalhamento e a tensão de deformação: 
F = µ.N 
O coeficiente de atrito µ e independente da carga normal 
F = Fadh + Fdef 
Sendo que: 
Fadh – força de atrito devido a adesão 
Fdef - força de atrito devido a deformação 
8) Descreva atrito em metais: 
Nos metais o atrito e proporcional a carga normal, as forças são transmitidas pelos picos 
de rugosidade da superfície, no qual ambas as superfícies estão em contato físico. O 
atrito e determinado pelas camadas adesivas a superfície 
9) O coeficiente de atrito varia com a carga normal? Explique. 
E possível observar pela formula F = µ.N, que o coeficiente de atrito (µ) é 
independente da carga norma l (N). 
10) Como varia a força de atrito com a área de contato? Explique. 
Se chamarmos a área real de contato, ou seja, a soma das áreas das seções transversais 
de todas as superfícies de todas as junções de asperidade por “A” e assumindo que todas 
as junções tenham a mesma tensão de cisalhamento “S”. a força de atrito devido a 
adesão e dada por: 
Fadh = A.S 
 
11) Explique o que é crescimento da junção. 
Crescimento de junção e o encruamento significativo, que tende a aumentar o valor 
relativo da tensão “s” comparada com a dureza “h”. 
 
 
 
 
12) Explique o índice de plasticidade para metais, cerâmicos e polímeros. 
O índice de plasticidade para metais o valor típico de E/H ( onde E e o modulo de 
Young e H e a dureza do material) e igual ou maior que 100. Para polímeros a razão 
E/H fica em torno de 10 e para cerâmicos em torno de 1 
13) Pela teoria do atrito, durante o escorregamento o coeficiente de atrito é função 
da adesão e da deformação das asperezas (rugosidade). Explique cada parcela 
e seus valores. 
Quando uma tensão tangencial e aplicada a uma junção de asperidade o elemento do 
material experimenta uma tensão de cisalhamento adicional. 
Para o material permanece no ponto de escoamento, a tensão normal sobre o elemento 
deve ser reduzia a P1 
A relação entre P0, P1 e τ e determinada pelo critério de escoamento: 
P1²+4τ²= P0²; P1= 
w
a
 ; τ= 
F
A
 
Onde: 
 A – área real de contato 
 F – denota a força tangencial e não necessariamente esta ocorrendo deslizamento. 
14) Explique como uma interface de baixa tensão de cisalhamento pode reduzir 
coeficiente de atrito. 
E possível modelar o efeito de uma interface fraca se assumir que ocorrera falha em 
alguma tensão de cisalhamento do material A ou B a força tangencial máxima possível 
e dada por: 
Fmax= τmax.Amax 
O coeficiente de atrito e calculado por: 
µ= 
𝐅𝐦𝐚𝐱
𝐀
 
 
15) Como a concentração de oxigênio pode alterar o coeficiente de atrito? 
Quanto maior a quantidade de oxigênio e admitida no sistema, menor e o valor do 
coeficiente de atrito, isso acontece ate que atinja o valor normalmente medido a pressão 
ambiente. 
 
16) Explique o que é Stick-Slip. 
O atrito em escala atômica foi observado pela primeira vez com uma ponteira de 
tungstênio varrendo uma superfície de grafite. Observou se que o processo de 
deslizamento da ponteira sobre a superfície não é em geral uniforme, apresentando um 
comportamento stick-slip, isto e, “cola-desliza”. O stick-slip pode ser irregular ou ter 
um comportamento periódico. Porem, a força de atrito e sempre maior na parte estativa, 
isto é, quando as duas superfícies estão em contato. 
17) Como funciona a variaçãodo coeficiente de atrito em relação à rugosidade ao 
atritar Cu/Cu no regime plástico? 
 
Em cargas normais baixas, os filmes de oxido separam as duas superfícies de metal e há 
pouco ou nenhum contato metálico real. O coeficiente de atrito e baixo, provavelmente 
se deve ao fato de o oxido existente entre as partes atue como um filme de baixa 
resistência ao cisalhamento. Também e possível que a baixa ductilidade limita o 
crescimento de junções. A medida que a carga normal aumenta ocorre uma transição 
para um valor alto do coeficiente de atrito. No caso do cobre nestes experimentos, de 
menos de 0,5 a maior que 1,5. A trilha do controle deslizante agora exibe danos 
consideráveis na superfície com evidencia de transferência, a resistência elétrica do 
contato cai para valores baixos, então e possível deduzir que o contato metálico esta 
ocorrendo entre as asperezas do cobre. 
 
18) Explique como a estrutura cristalina pode alterar o coeficiente de atrito em 
metais. 
Esquema de variação de coeficiente de atrito em vácuo ultra-alto para metais das três 
estruturas cristalinas comuns deslizando contra si mesmas ilustra como a influência da 
temperatura no seu comportamento de deformação plástica altera o coeficiente de 
atrito. 
Para ambos os metais face centrada e corpo centrado, transições no atrito ocorrem. 
Nos metais ccp estes estão associados a uma mudança na taxa de endurecimento do 
trabalho, que e maior em baixas temperaturas, enquanto os metais bcc a transição 
coincide com a transição dúctil-frágil. Os metais (hcp) não mostram alterações no 
atrito com a temperatura acima dessa faixa, já que suas propriedades mecânicas não 
se alteram significativamente, mas existe uma correlação clara entre as ductilidades 
dos metais individuais e seus valores de µ. 
19) Os gráficos μdin versus Carga Normal (N) representam o deslizamento de: 
 
(a) Aço-alumínio (b) Cobre-cobre . Explique a diferença das curvas baseado na 
natureza da superfície metálica. 
No deslizamento aço-alumínio podemos observar que o coeficiente de atrito 
permanece constante o que pode se dar ao fato de que o oxido que separam as 
asperezas continuam fazendo esta interface entre os materiais por se tratar de um 
material muito duro – o aço – e um macio que apresenta grande facilidade em formar 
óxidos, o alumínio. 
No segundo caso, deslizamento cobre-cobre, trata se de materiais muito 
macios, que tendem a formar adesão, sabe se que quanto maior a ductilidade, maior e 
o coeficiente de atrito, a curva do gráfico mostra justamente isso, e possível observar 
na curva do gráfico, o deslizamento começa em superfícies oxidadas, porem mais 
duras que o próprio cobre, ao manter o movimento, e eventualmente a retirada dos 
filmes de oxido há um aumento no coeficiente de atrito. Retirada totalmente a 
camada de oxido, o contato o contato passa a ser completamente entre as superfícies 
de cobre, formando adesão entre elas aumentando o coeficiente de atrito ate que ele 
de estabilize.