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HISTORIA DE LA TRIBOLOGÍA
Concepto
Del griego
tribos
(rozamiento)
Ciencia de los fenómenos en la
interface de contacto
entre dos sólidos
Estudia
fricción
desgaste
lubricación
Áreas de influencia
Mecánica de sólidos
Ciencia de materiales
Mecánica de fluidos
Química
Transferencia de calor
En la antigüedad
Antigua Mesopotamia y Egipto
(S. XXV-VI a.C.)
se usaban dispositivos tribológicos
lubricantes para transportar piedras
Antiguos chinos
carros de guerra con cojinetes lubricados en las ruedas
Grecia clásica
diversos dispositivos mecánicos
palancas, engranajes, poleas, lubricantes...
El torno
Edad media
(S. V-XV)
Reloj mecánico
Ruedas hidráulicas
ejes de madera engrasados
Renacimiento
(S. XIII-XVII)
Leonardo Da Vinci
estudios sobre problemas de rozamiento, lubricación y desgaste
Códice de Madrid
(1495)
leyes de la fricción (cuantitativo)
dedujo el rozamiento diferente para cada cuerpo
relación entre fuerza de rozamiento y carga normal
cojinete de rodadura
desarrolló aleación de baja fricción
superficies pulidas:
resistencia de rozamiento = w/4
Las dos leyes fundamentales de la fricción
Fricción ≈ carga normal
Es independiente de la superficie de contacto
Guillaume Amontons
(1699)
Redescubre hallazgos de Leonardo Da Vinci
Ley de Amontons
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Agrega la
tercera ley de fricción
Es independiente de la
velocidad
de deslizamiento
Modelos de fricción estática y dinámica
Euler
(1707-1783)
estudió el rozamiento matemático y experimental
Diferencia entre F. d. roz. estática y dinámica
Problema del rozamiento de la cuerda
base del tratamiento matemático
Notación μ
Origen
del rozamiento
Acoplamiento de pequeñas irregularidades triangulares
Coeficiente de fricción = pendiente de las irregularidades
Fricción
Fricción seca de
Coulomb
Confirmó los resultados de Amontons
encontró que la
fricción dinámica
es
independiente
de la v de deslizamiento
estudió la fricción seca entre cuerpos duros y su dependencia con...
tipo de materiales
Calidad de las superficies
Lubricación
Velocidad del deslizamiento
Humedad de la atm
Temperatura
Theorie des Machines Simples
(1781)
distingue la F estática y dinámica
"la contribución de la adherencia"
la fuerza de rozamiento estático crece con el tiempo en reposo
Fricción en rodadura
es mucho más pequeño que el rozamiento deslizante
Robert Hooke
(1685)
primeros planteamientos en cuerpos plásticos deformables
Discusión sobre cómo formular la
ley del rozamiento en rodadura
(1841-1842)
Morin
rozamiento ≈ 1 / radio de la rueda
Dupuit
rozamiento ≈ 1 / (radio de la rueda)^2
Osborn Reynolds
en una rueda en contacto siempre existen regiones en las que los cuerpos tienden a
trabarse
y zonas de
desplazamiento relativo
Eliminó la diferencia entre roz. estático y dinámico
Relacionó: energía disipada - deslizamiento parcial
Carter
(1926)
Teoría cuantitativa
Hertz - fundamentos de mecánica del contacto
Fricción dinámica seca
Bowden
y
Tabor
(S. XX)
importancia de la
rugosidad
el
área de contacto
de los cuerpos es 1 orden de magnitud inferior al
área aparente de contacto
Archard
(1957)
Superficies elásticas y rugosas
área de contacto ≈ F normal
1949
- proponen explicación para el origen de la fricción dinámica (superficies metálicas)
formación y corte de uniones de soldadura
Lubricación hidrodinámica
Nikolái Pávlovich
(1883)
investigó experimentalmente cojinetes de rodamiento
Teoría de la lubricación hidrodinámica
Igualdad de Reynolds
coeficiente de fricción
𝜇 ≈ h/𝐿
solo válido en régimen de fricción mixta
Stribeck
(1902)
Curva de Stribeck
dependencia de la F de roz. con la v de deslizamiento
Lubricación de capa límite (elasto-hidro-dinámica)
cuando la película de lubricante es muy delgada - pocas capas de moléculas
Con carga grande o baja lubricación
Hardy
(1919-1922)
Una capa de grasa de dimensiones moleculares afecta la F de roz. como en el desgaste
Las moléculas de la última capa molecular se anclan a la superficie de metal
Bajo rozamiento
resulta por la interacción de las moléculas poliméricas del lub. -
"fluido adherente"
produce soldadura localizada en las crestas
Historia reciente
Modelo general de fricción
Dieterich
(1972)
La diferencia entre fricción estática y dinámica pasó a ser
relativa
Reemplazada por: la Fr depende de la v de deslizamiento y los micro-contactos
Elastómeros
Grosch
(1962)
relación del rozamiento en elastómeros con
pérdida de energía termodinámica
reología del material
Contacto de Herz entre superficies curvas
Herz
(1882)
soluciona el problema del contacto entre dos cuerpos
elásticos
de
superficies curvas
Johnson, Kendall y Roberts
solución análoga al contacto adherente (Teoría JKR)
Desgaste
Después de Bowden y Tabor
el desgaste se presenta en micro-contactos
Khruschchov
(1956)
Ley de Contacto Abrasivo
desgaste ≈ carga y camino recorrido / dureza de los materiales
Tabor y Rabinowicz
desgaste adhesivo
Estado del arte
estudio de la fricción a escala atómica
métodos numéricos de simulación
aumento de investigaciones sobre el rozamiento
microtecnología
MODELO TOMLINSON
