Medição do atrito de escorregamento através da energia dissipada em sistemas vibratórios

Dissertação de Mestrado em Engenharia Mecânica (Projecto Mecânico)apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de CoimbraO motivo deste trabalho consistiu no estudo das potencialidades de um novo método, desenvolvido no Departamento de Engenharia Mecânica (DEM), para a determi- nação do coeficiente de atrito. A base do método consiste na avaliação da energia dissipada pelo atrito durante a vibração livre de um sistema mecânico, tendo como princípio de funcionamento a vibração de um pêndulo com movimento horizontal. A determinação do coeficiente de atrito é realizada por análise inversa; ou seja, é determinado pela comparação da curva do movimento, isto é, do gráfico deslocamento- -tempo, obtida experimentalmente, com a equação clássica do movimento em parâmetros concentrados com um grau de liberdade, utilizando como critério de qualidade o coeficiente de correlação linear de Pearson. Os objectivos principais desta dissertação podem resumir-se a: verificação dos princípios e da aplicabilidade do método; validação dos resultados obtidos e identificação das limitações da técnica. Para avaliar as potencialidades da técnica, procedeu-se à análise de vários materiais com comportamento tribológico distinto: dois pares de materiais metal–metal; dois pares de materiais cerâmico–cerâmico e dois pares de materiais metal–elastómero. A validação da técnica e do procedimento de análise inversa foi realizada pela comparação com resultados obtidos aplicando uma técnica diferente, no caso a técnica de deslizamento unidireccional com carga crescente – Load-Scanner –, verificando-se semelhança do comportamento quer quanto aos resultados do atrito, quer no que respeita à sensibilidade à rodagem quer quanto a defeitos superficiais. Concluiu-se que a técnica e o procedimento de análise inversa podem ser aplicados a materiais com diferentes comportamentos tribológicos; no entanto, a análise de materiais com comportamento viscoelástico requer que o modelo de análise inversa seja cuidadosamente analisado e melhorado