Estudo dos efeitos de acumulação de dano por desgaste

Abstract

Atualmente, a equação de Archard é a mais utilizada no estudo do desgaste para cargas constantes. Esta equação permite determinar o volume de desgaste, a partir da carga normal aplicada e da distância percorrida. No entanto, a sua aplicabilidade para acumulação de dano não está comprovada. Torna-se assim numa excelente oportunidade o estudo da comparação e análise do efeito de dano por desgaste de cargas compostas com dano por cargas constantes. Neste estudo foram efetuados vinte e cinco ensaios em que dezassete foram realizados com carga constante e oito com variação de carga ao longo do ensaio. Através destes mostrou-se, nesta dissertação, que a equação de Archard não é linear para ensaios compostos e ainda que a energia e o volume de desgaste também não são lineares. No entanto, o erro relativo associado é inferior comparado ao obtido pela equação de Archard. Concluiu-se que na fase inicial dos ensaios, running-in, há uma grande instabilidade no atrito levando a um maior desgaste volúmico. Da análise de microscopia observou-se o estado das pistas pós-ensaio. Verificou-se que existem zonas com elevada fissuração no sentido do ensaio e que existem regiões onde a remoção de material ocorreu por arranque e não por deslize. Para além disso foram detetados spots metálicos provocados pela elevada variação da temperatura.

Currently, the most used function in the study of wear for single loads is Archard’s equation. This equation allows to determine the wear volume, from the applied normal load and the travelled distance. However its applicability for accumulated wear damage is unproven. Therefore the study to compare and analyze the effect of the wear damage of composite loads with single loads becomes an excellent opportunity. In this study twenty five tests were performed in which seventeen were made with a constant load and eight with composite loads. Through these it was shown that the Archard’s equation is not linear for composite loads and that the energy and the wear volume are not linear. However, the relative error associated is lower than the error in the Archard’s equation. In conclusion, in the initial part of the tests, running-in phase, there was a considerable instability in the friction leading to a bigger energetic expenditure. From the microscopy analysis, it was observed the state of the lanes after the tests. It has been found that there are areas with a high fissures in the test direction and that there are regions where the material removal occurred by pulling rather than sliding. Additionally metallic spots caused by high temperature variations were detected.