LISTA 1 1 – O que você entende por tribologia? Tribologia é o estudo de superfícies interagindo por meio de movimento relativo, envolvendo atrito, desgaste e lubrificação. 2. O que você entende por tribossistema? O tribossistema consiste de 4 elementos: corpo, contra-corpo, meio interfacial e ambiente. Sua finalidade é delimitar o campo de validade das propriedades tribológicas. 3. Por que se diz que tribologia tem caráter sistêm ico? A tribologia tem caráter sistêmico porque os parâmetros de análise trobológicos (resistência ao desgaste, coeficiente de atrito...) não dependem somente dos materiais envolvidos e de suas composições, mas também das condições do ensaio, do ambiente, rugosidade superficial e presença de óxidos, lubrificantes ou abrasivos e tipos de desgaste envolvido. Portanto, as propriedades tribológicas variam de sistema para sistema. 4. Cite exemplos de sistemas mecânicos onde é desej ável o aumento do coeficiente de atrito e onde é desejável a redução do mesmo. AUMENTO do coef.: Freios automotivos, discos de embreagem .REDUÇÃO do coef.: Engrenagens, came-seguidor, mancais de deslizamento 5. Defina atrito e desgaste. ATRITO: É a resistência oferecida ao deslocamento de um corpo que se movimenta relativamente a um segundo corpo ou contra-corpo. DESGASTE: É a mudança de forma de uma peça ou elemento pela perda gradativa de matéria da superfície dessa peça ou elemento em decorrência da movimentação relativa desses componentes com um outro. 6. Cite exemplos de sistemas mecânicos que são fort emente influenciados pelo desgaste. Equipamentos para a movimentação de barras;Mancais de rolamento e deslizamento;Rotores de bombas;Articulações humanas;Freios e sistemas de transmissão de potência;Anéis, pistões, válvulas. 7. Identifique os diferentes tipos de desgaste. Os desgastes podem ser classificados segundo à: CINEMÁTICA: deslizamento, rolamento, fretting, impacto, erosçao; NATUREZA DOS ELEMENTOS INTERFACIAIS: seco e lubrificado; MOBILIDADE DAS PARTÍCULAS INTERFACIAIS: 2 e 3 corpos; ESTADO FÍSICO DO CONTRA-CORPO; MECANISMOS ATUANTES: adesçao abrasçao, fadiga de contato, reação triboquímica. 7. Identifique os diferentes tipos de desgaste. Os desgastes podem ser classificados segundo à: CINEMÁTICA: deslizamento, rolamento, fretting, impacto, erosçao; NATUREZA DOS ELEMENTOS INTERFACIAIS: seco e lubrificado; MOBILIDADE DAS PARTÍCULAS INTERFACIAIS: 2 e 3 corpos; ESTADO FÍSICO DO CONTRA-CORPO; MECANISMOS ATUANTES: adesçao abrasçao, fadiga de contato, reação triboquímica. 8. Identifique os mecanismos de desgaste.

9. Compare os aspectos à realização de ensaios de a trito e desgaste em real (ensaio de campo) e ensaios de laboratório. Nessa comparação, considere a transferência de resultados para a situação real correspondente à aplicação em questão . O que acontece em campo deve ser semelhante ao que acontece em laboratório. Para que a transferência de dados seja pela deve-se garantir: semelhanças geométricas, dinâmicas e térmicas. LISTA 2 1. Por que as propriedades das superfícies podem di ferir enormemente das observadas no interior das peças? Considerar propriedades mecânic as e químicas; Uma série de fatores estão envolvidos na resposta a esta pergunta. Os materiais podem ser submetidos a tratamentos térmicos superficiais como a têmpera que garantirá um material duro superficialmente, porém dúctil em seu interior. A atmosfera local também pode alterar as propriedades superficiais de um material pela formação de óxidos, por exemplo. 2. Diferencie rugosidade, ondulação e forma; RUGOSIDADE: é uma medida das irregularidades (variação do relevo) de uma superfície. Trata-se da textura primária a qual é produto do meio de ataque. ONDULAÇÃO: ou textura secundária, é derivada do processo de usinagem, ou tratamento térmico, ou ainda qualquer outro processo. Dimensões bem maiores que de rugosidade. FORMA: relacionada com a geometria (retilineidade, conicidade ...) 3. O que você entende por anamorfose? Quais as vant agens da sua utilização na caracterização de superfícies? Tratando-se de superfícies, anamorfose é a distorção do perfil de rugosidade ao ser representado graficamente, uma vez que a ampliação vertical é diferente da horizontal. Vantagem: visualização de um maior comprimento da peça.

4. Porque Ra e Rq têm uso limitado quando se deseja analisar as propriedades de superfícies técnicas? O uso limitado destes parâmetros de rugosidade se deve ao fato de que eles não dão nenhuma indicação da forma, tamanho das asperidades, distância entre picos e vales... de forma que superfícies com diferentes perfis podem apresentar a mesma rugosidade média. 5. Identifique aplicações para a curva de Abbot; Identificação de áreas de contato; Determinação da capacidade de suportar carregamento da topografia analisada; Retenção de lubrificantes. 6. Defina os parâmetros de coeficiente de achatamen to (Kurtosis) e coeficiente de simetria (Skewness). O coeficiente de simetria (Rsk) é utilizado para medir a simetria do perfil em relação à linha media e ainda permite distinguir entre dois perfis com formatos diferentes contendo a mesma rugosidade média (Ra).O coeficiente de achatamento (Rku) caracteriza o "achatamento" da curva da função de distribuição.Se o coeficiente é > 0 a distribuição em questão é mais alta (afunilada) e concentrada que a distribuição normal. Se o valor é < 0 então a função de distribuição é mais "achatada" que a distribuição normal. 7. Quais as principais técnicas de caracterização d e superfícies técnicas? Esquematize o princípio de funcionamento de uma dessas técnicas; (i)Medição de rugosidade sem contato: Lazer ou luz branca. (ii)Medição da rugosidade com contato: baseado na movimentação de uma ponteira sobre a superfície. (iii)Microscópio de Força atômica. 8. Faça um paralelo entre os métodos de contato e n ão contato. No método de contato pode haver alteração ou danificação da superfície enquanto no método sem contato ou não contato esse fenômeno não é evidenciado. Lista 3 1 - Defina atrito e Coeficiente de Atrito Atrito é a resistência ao movimento, durante o escorregamento ou rolamento, que é experimentado quando um corpo sólido move-se tangencialmente sobre outro, ou contra-corpo, com o qual está em contato. O coeficiente de atrito é dado pela razão Ft/Fn e quantifica a prevalência de uma sobre a outra. Pode-se definir o coeficiente de atrito estático e dinâmico. 2 - Cite Exemplos Práticos (indústria) onde o atrit o contribui de forma positiva e negativa Positiva: Freios automotivos, Discos de embreagens, transmissão de potência roda-asfalto Negativa: Transmissão de potencia mecânica, trens de engrenagem, sistemas de eixos, desgastes de peças e componentes. 3 - Relacione as três leis de atrito, envolvendo a força normal, velocidade e área de contato entre superfícies Lei de Amonton: Força de atrito é proporcional a força normal, Fat=µ*N, onde µ [e independente da carga normal. Segunda Lei: A força de atrito (ou o coeficiente de atrito) é independente da área aparente de contato entre os corpos. Esses dois corpos, independente dos seus tamanhos, possuem os mesmos coeficientes de atrito. Lei de Coulomb: A força de atrito cinético (ou o coeficiente de atrito) é independente da velocidade de deslizamento uma vez que o movimento se inicia. 4 - Identifique as causas de atrito O atrito deve-se em sua maioria às irregularidades superficiais de duas superfícies que interagem entre si, Quando as superfícies são pressionadas umas contra as outras as asperidades sofrem deformação e, consequentemente, adesão. Ou ainda, a deformação associada à movimentação relativa destas superfícies dará origem ao sulcamento, sendo que ambos esses efeitos (sulcamento e adesão) podem ser causas dos atritos. 5 - Onde você esperaria maiores coeficientes de atr ito: num aço recozido ou num temperado? Justifique sua resposta O que se espera é que o aço recozido apresente maiores valores para µ, isso se deve ao fato de que, devido a ser um material menos duro há um crescimento maior das junções, devido as maiores deformações elásticas que ocorrem no encontro de asperidades de ambas as superfícies, o que ocasiona um aumento do fenômeno conhecido com solda a frio, e consequentemente, aumenta a força necessária para que ocorra o deslizamento de um material sobre o outro 6. O que você entende por stick-slip? Em que tipos de materiais você esperaria esse comportamento? Justifique. O stick-slip (cola-desliza) pode ser irregular ou ter caráter periódico e depende, principalmente, dos materiais envolvidos e da temperatura de fusão destes. Quando as 2 superfícies estão coladas a força de atrito sempre será maior (atrito estático). Uma vez ultrapassando o atrito estático uma superfície desliza sobre a outra em incrementos discretos. Este deslizamento ocorre em cerca de 200 µs, ao passo que entre um deslizamento e outro as superfícies movem-se solidariamente. O stick-slip ocorre em materiais macios e com baixa Tf sobre materiais duros e com alta Tf, havendo forte adesão.

7. Por que o atrito no vácuo normalmente é muito su perior ao medido na presença de ar ao se testar pares metálicos? A resposta está na formação de óxidos ou não. Na presença de O2, óxidos metálicos se formarão, impedindo assim a formação de ligações metálicas. Não havendo adesão, o coeficiente de atrito se manterá baixo. Em suma, no vácuo haverá forte adesão. 8. O Ouro, quando testado ao ar apresenta um elevad o coeficiente de atrito. Como se explica esse comportamento? A nobreza do ouro e de outros metais impede que eles formem óxidos metálicos na presença de oxigênio. Então, haverá formação de ligações metálicas que causaram forte adesão e justificarão os elevados valores de µ. 9. A curva abaixo mostra, esquematicamente, a varia ção do coeficiente de atrito do Cu, ao ar, em função da carga aplicada. Explique o comportamento da mesma. Na região I, os baixos valores de µ devem-se ao contato óxido-óxido, caracterizado por elevada resistência elétrica e baixas tensões cisalhantes (↑ ductilidade dos óxidos). O regime II é a transição, nem sempre detectável. Na região III, temos contato metálico, causando elevados valores de µ e baixas resistividades elétricas. 10. Identifique o efeito da temperatura sobre o coe ficiente de atrito para metais. Justifique o comportamento observado. Considerar na sua resposta meio contendo ar e vácuo. Vácuo: ↑µ: CFC (taxa de encruamento); ↑µ: CCC (transição dúctil-frágil); µ constante: HC Ar: ↓µ: ↑taxa de oxidação : ↑ espessura do óxido 11. Por que, via de regra, materiais cerâmicos apre sentam menores coeficientes de atrito quando comparados com metais e ligas metálicas? Justifique sua resposta; Materiais cerâmicos apresentam contato do tipo elástico, sem crescimento de junções(exceto para altas temperaturas). As deformações plásticas em cerâmicas são diminutas, uma vez que as ligações covalentes dificultam a movimentação de discordâncias. Além disso, as ligações iônicas representam um pequeno número de sistemas de escorregamento. Tudo isso gera menor coeficiente de atrito. 12. Explique por que o coeficiente de atrito no tef lon é relativamente baixo? O teflon ou PTFE é um polímero lubrificante sólido com contato quase sempre elástico, por isso o coeficiente de atrito é baixo. 13. Para os materiais poliméricos, de modo geral, a s leis de Amonton não são obedecidas. Por que isso ocorre? Essa não obediência ás leis de Amonton deve-se á grande elasticidade do contato dos polímetos LISTA 4 1. Supondo que um cilindro de aço com raio igual a 30 mm role sobre a superfície também de aço, identifique a taxa de carregamento máxima admitida para que a tensão de escoamento não seja ultrapassada. Dados: dureza dos aços envolvidos: ci lindro 58HRC e plano 56HRC.

cilindro aço: d=60mm; 58HRC= 2118MP superfície de aço: 56HRC=1994Mpa

�∗ = ��.��,� ��� �� = 115,4 ��� �∗ = 0,06� � = ��.�.�∗

�.�. ∗�! = 5,75� − 7$% &'

�(á) = 2%+�& = 1,107�6$% &'

,(á) = 3,432�6$% &' → ,(á) ≤ 1994�6 → 3,432$% &' ≤ 1994�6 %& = 3,376�5 1/�

2. Identificar a profundidade mínima de endurecimen to superficial para uma pista de rolamento plana, confeccionada em aço SAE 52100, com módulo d e elasticidade 210 GPA e esfera de diâmetro de 20 mm do mesmo material. Considerar: Ca rregamento de 100N. Sendo o coeficiente de Poisson V= 0,3; Dureza do plano = 58 HRC; Dureza da esfera= 60 HRC. Esfera: 60HRC= 34 = 2206 56� Plano: 58HRC=34 = 2068 56�

68 = 1+ 96:�∗;�. %<:=∗;� >

�� �∗ = 115,4 ��� =∗ = 10�� → 68 = 1,371 ���

,(á) = 0,3168 = 0,425 ���

? = 0,47� = 0,47 @3%<=∗4�∗ A�/� → ? = 88B�

A profundidade de têmpera deve ser superior a 100 B�.