Fundamentos de Tribología

Uno de los mayores problemas en el sector industrial y que genera enormes pérdidas económicas, está relacionado con daños provocados por diferentes fenómenos, denominados tribológicos, que tienen que ver con el desgaste, la fricción, la lubricación, la fatiga, la corrosión, entre otros. Todo compone...

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Autores:: Mesa Grajales, Dairo Hernán
Higuera Cobos, Oscar Fabián
Ariza Echeverri, Edwan Anderson

Tipo de recurso:: Book

Fecha de publicación:: 2017

Institución:: Universidad Tecnológica de Pereira

Repositorio:: Repositorio Institucional UTP

Idioma:

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description	Uno de los mayores problemas en el sector industrial y que genera enormes pérdidas económicas, está relacionado con daños provocados por diferentes fenómenos, denominados tribológicos, que tienen que ver con el desgaste, la fricción, la lubricación, la fatiga, la corrosión, entre otros. Todo componente mecánico se degrada durante su vida útil, por alguno o varios de los aspectos anteriores, que en conjunto conforman un campo de estudio suficientemente amplio, que puede ser abordado desde las aulas de clase o en carreras técnicas y profesionales. El hecho de que se reconozca la forma en que un componente se degrada durante su funcionamiento, entendiendo la naturaleza de las interacciones que se presentan entre las superficies de componentes mecánicos, hace posible emprender acciones de tipo correctivo, buscando con esto alargar el tiempo de uso de partes y equipos industriales. Es sabido que los daños ocasionados por fenómenos tribológicos, en equipos industriales, llevan continuamente al recambio de partes de la maquinaria, provocando tiempos de parada de la producción generalmente grandes. Es por esto que emprender estudios serios en estos tópicos, adoptando un adecuado método de trabajo, permite prever fallas futuras en los equipos, conservando con esto la productividad, la seguridad industrial y la disminución de costos relacionados con estos temas.
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spelling	Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0)Manifiesto (Manifestamos) en este documento la voluntad de autorizar a la Biblioteca Jorge Roa Martínez de la Universidad Tecnológica de Pereira la publicación en el Repositorio institucional (http://biblioteca.utp.edu.co), la versión electrónica de la OBRA titulada: La Universidad Tecnológica de Pereira, entidad académica sin ánimo de lucro, queda por lo tanto facultada para ejercer plenamente la autorización anteriormente descrita en su actividad ordinaria de investigación, docencia y publicación. La autorización otorgada se ajusta a lo que establece la Ley 23 de 1982. Con todo, en mi (nuestra) condición de autor (es) me (nos) reservo (reservamos) los derechos morales de la OBRA antes citada con arreglo al artículo 30 de la Ley 23 de 1982. En concordancia suscribo (suscribimos) este documento en el momento mismo que hago (hacemos) entrega de mi (nuestra) OBRA a la Biblioteca “Jorge Roa Martínez” de la Universidad Tecnológica de Pereira. Manifiesto (manifestamos) que la OBRA objeto de la presente autorizaciónhttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/http://purl.org/coar/access_right/c_abf2info:eu-repo/semantics/openAccessMesa Grajales, Dairo HernánHiguera Cobos, Oscar FabiánAriza Echeverri, Edwan Anderson2024-11-15T14:46:51Z2024-11-15T14:46:51Z2017978-958-722-270-8https://hdl.handle.net/11059/15444978-958-722-739-0https://doi.org/10.22517/9789587227390Universidad Tecnológica de PereiraRepositorio Universidad Tecnológica de Pereirahttps://repositorio.utp.edu.co/homeUno de los mayores problemas en el sector industrial y que genera enormes pérdidas económicas, está relacionado con daños provocados por diferentes fenómenos, denominados tribológicos, que tienen que ver con el desgaste, la fricción, la lubricación, la fatiga, la corrosión, entre otros. Todo componente mecánico se degrada durante su vida útil, por alguno o varios de los aspectos anteriores, que en conjunto conforman un campo de estudio suficientemente amplio, que puede ser abordado desde las aulas de clase o en carreras técnicas y profesionales. El hecho de que se reconozca la forma en que un componente se degrada durante su funcionamiento, entendiendo la naturaleza de las interacciones que se presentan entre las superficies de componentes mecánicos, hace posible emprender acciones de tipo correctivo, buscando con esto alargar el tiempo de uso de partes y equipos industriales. Es sabido que los daños ocasionados por fenómenos tribológicos, en equipos industriales, llevan continuamente al recambio de partes de la maquinaria, provocando tiempos de parada de la producción generalmente grandes. Es por esto que emprender estudios serios en estos tópicos, adoptando un adecuado método de trabajo, permite prever fallas futuras en los equipos, conservando con esto la productividad, la seguridad industrial y la disminución de costos relacionados con estos temas.GLOSARIO vi CAPÍTULO UNO Generalidades Sobre Tribología 1.1 Introducción 1.2 Concepto de tribología 1.3 Costos sociales debidos a la fricción y al desgaste 1.4 Costos empresariales debidos a la fricción y al desgaste 1.5 El quehacer 1.5.1 Perspectiva académica y tecnológica Bibliografía CAPÍTULO DOS Topografía Superficial y Técnicas de Análisis de Superficies 2.1. Introducción 2.2 Irregularidades superficiales 2.2.1 Irregularidades mayores (macro-geométricas) 2.2.2 Irregularidades menores (micro-geométricas), ondulaciones y rugosidad 2.3 Parámetros escalares de altura, separación y forma 2.3.1 Parámetros de altura 2.3.1.1 Ra o rugosidad media 2.3.1.2 Rq o rugosidad R.M.S (root mean square) 2.3.1.3 Rz o altura de 10 puntos 2.3.1.4 Rt (o Ry ): Máxima distancia individual pico–valle 2.3.2 Parámetros de separación 2.3.2.1 Ondulaciones (waviness). 2.3.2.2 Espaciamiento medio entre picos en el perfil (Sm o rsm). 2.3.3 Parámetros de forma 2.3.3.1 Asimetría (Rsk) 2.3.4 Funciones estadísticas o de distribución 2.3.4.1 Fracción de contacto o curva de Abbot – Firestone 2.3.4.2 Función de distribución de alturas (rugosidades) 2.3.4.3Función de autocorrelación 2.4 Técnicas de análisis superficial 2.4.1 Palpadores mecánicos (perfilómetros o rugosímetros) 2.4.1.1 Principio de medida y componentes de un perfilómetro 2.4.1.2 Tamaño de la punta 2.4.1.3 Carga de trabajo 2.4.1.4 Longitud de muestreo CONTENIDO GLOSARIO vi CAPÍTULO UNO Generalidades Sobre Tribología 1.1 Introducción 1.2 Concepto de tribología 1.3 Costos sociales debidos a la fricción y al desgaste 1.4 Costos empresariales debidos a la fricción y al desgaste 1.5 El quehacer 1.5.1 Perspectiva académica y tecnológica Bibliografía CAPÍTULO DOS Topografía Superficial y Técnicas de Análisis de Superficies 2.1. Introducción 2.2 Irregularidades superficiales 2.2.1 Irregularidades mayores (macro-geométricas) 2.2.2 Irregularidades menores (micro-geométricas), ondulaciones y rugosidad 2.3 Parámetros escalares de altura, separación y forma 2.3.1 Parámetros de altura 2.3.1.1 Ra o rugosidad media 2.3.1.2 Rq o rugosidad R.M.S (root mean square) 2.3.1.3 Rz o altura de 10 puntos 2.3.1.4 Rt (o Ry ): Máxima distancia individual pico–valle 2.3.2 Parámetros de separación 2.3.2.1 Ondulaciones (waviness). 2.3.2.2 Espaciamiento medio entre picos en el perfil (Sm o rsm). 2.3.3 Parámetros de forma 2.3.3.1 Asimetría (Rsk) 2.3.4 Funciones estadísticas o de distribución 2.3.4.1 Fracción de contacto o curva de Abbot – Firestone 2.3.4.2 Función de distribución de alturas (rugosidades) 2.3.4.3Función de autocorrelación 2.4 Técnicas de análisis superficial 2.4.1 Palpadores mecánicos (perfilómetros o rugosímetros) 2.4.1.1 Principio de medida y componentes de un perfilómetro 2.4.1.2 Tamaño de la punta 2.4.1.3 Carga de trabajo 2.4.1.4 Longitud de muestreo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 . . . . . . . . . . . . . 41 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 2.4.1.5 Escala empleada 2.4.2 Métodos ópticos para el análisis de rugosidad 2.4.3 Microscopía de efecto túnel (SPM) y microscopia de fuerza atómica (AFM) 2.4.3.1 Microscopía de efecto túnel 2.4.3.2 Microscopía de fuerza atómica (AFM)Bibliografía CAPÍTULO TRES Mecánica de Contacto (Contacto Macroscópico y Microscópico) 3.1 Introducción 3.2 Contacto macroscópico conforme y no conforme 3.3 Área de contacto entre cuerpos sólidos 3.4 Generalidades sobre estado de esfuerzos en cuerpos sólidos 3.4.1 Concepto de esfuerzo 3.4.2 Vector de esfuerzos 3.4.3 Tensor de esfuerzos 3.4.4 Criterios de falla para un estado multi-axial de esfuerzos 3.4.4.1 Criterios de falla para materiales dúctiles 3.4.4.2 Criterios de falla para materiales frágiles 3.5 Análisis de Hertz sobre tensiones de contacto (deformación elástica) 3.5.1 Contacto entre una esfera y un plano 3.5.2 Contacto entre dos esferas 3.5.3 Contacto entre dos cilindros con ejes paralelos 3.6 Influencia de la geometría del cuerpo en la distribución de presiones en una indentación 3.7 Teoría no hertziana de cuerpos en contacto (deformación plástica) 3.8 Contacto entre superficies rugosas 3.8.1 Contacto entre múltiples asperezas 3.8.2 Teorías estadísticas del contacto de múltiples asperezas Bibliografía CAPÍTULO CUATRO Fricción en Materiales de Ingeniería 4.1 Introducción 4.2 Historia sobre el estudio de la fricción 4.3 Coeficientes de fricción estático y dinámico 4.4 Fundamentos de la fricción por deslizamiento 4.5 Conceptos generales sobre fricción en varios tipos de materiales 4.6 Influencia de algunas variables del sistema tribológico en la fricción 4.6.1 Carga aplicada 4.6.2 Velocidad de deslizamiento 4.6.3 Efecto de la temperatura 4.7 Fricción en materiales cerámicos 4.8 Fricción en sólidos con estructura laminar 4.9 Fricción en materiales poliméricos 4.9.1 Efecto de algunas variables en la fricción de polímeros 4.9.1.1 Velocidad de deslizamiento 4.9.1.2 Carga aplicada 4.9.1.3 Temperatura en la zona de contacto 4.9.1.4 Humedad relativa 4.9.1.5 Rugosidad 4.10 Últimos estudios involucrando el fenómeno de la fricción 4.10.1 Ensayos de fricción . . . . . . . . . 62 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 2.4.1.5 Escala empleada 2.4.2 Métodos ópticos para el análisis de rugosidad 2.4.3 Microscopía de efecto túnel (SPM) y microscopia de fuerza atómica (AFM) 2.4.3.1 Microscopía de efecto túnel 2.4.3.2 Microscopía de fuerza atómica (AFM)Bibliografía CAPÍTULO TRES Mecánica de Contacto (Contacto Macroscópico y Microscópico) 3.1 Introducción 3.2 Contacto macroscópico conforme y no conforme 3.3 Área de contacto entre cuerpos sólidos 3.4 Generalidades sobre estado de esfuerzos en cuerpos sólidos 3.4.1 Concepto de esfuerzo 3.4.2 Vector de esfuerzos 3.4.3 Tensor de esfuerzos 3.4.4 Criterios de falla para un estado multi-axial de esfuerzos 3.4.4.1 Criterios de falla para materiales dúctiles 3.4.4.2 Criterios de falla para materiales frágiles 3.5 Análisis de Hertz sobre tensiones de contacto (deformación elástica) 3.5.1 Contacto entre una esfera y un plano 3.5.2 Contacto entre dos esferas 3.5.3 Contacto entre dos cilindros con ejes paralelos 3.6 Influencia de la geometría del cuerpo en la distribución de presiones en una indentación 3.7 Teoría no hertziana de cuerpos en contacto (deformación plástica) 3.8 Contacto entre superficies rugosas 3.8.1 Contacto entre múltiples asperezas 3.8.2 Teorías estadísticas del contacto de múltiples asperezas Bibliografía CAPÍTULO CUATRO Fricción en Materiales de Ingeniería 4.1 Introducción 4.2 Historia sobre el estudio de la fricción 4.3 Coeficientes de fricción estático y dinámico 4.4 Fundamentos de la fricción por deslizamiento 4.5 Conceptos generales sobre fricción en varios tipos de materiales 4.6 Influencia de algunas variables del sistema tribológico en la fricción 4.6.1 Carga aplicada 4.6.2 Velocidad de deslizamiento 4.6.3 Efecto de la temperatura 4.7 Fricción en materiales cerámicos 4.8 Fricción en sólidos con estructura laminar 4.9 Fricción en materiales poliméricos 4.9.1 Efecto de algunas variables en la fricción de polímeros 4.9.1.1 Velocidad de deslizamiento 4.9.1.2 Carga aplicada 4.9.1.3 Temperatura en la zona de contacto 4.9.1.4 Humedad relativa 4.9.1.5 Rugosidad 4.10 Últimos estudios involucrando el fenómeno de la fricción 4.10.1 Ensayos de fricción 4.10.2 Estimación del coeficiente de fricción en diferentes materiales Bibliografía CAPÍTULO CINCO Conceptos Generales Sobre el Desgaste de Materiales 5.1 Introducción 5.2 Cambios superficiales debidos al desgaste durante el deslizamiento 5.3 Intervalo de tasas de desgaste y tipos de superficies desgastadas 5.4 Terminología usada en el estudio del desgaste 5.4.1 Términos comunes usados por diferentes autores para describir modos y tipos de desgaste 5.5 Mapas de desgaste 5.5.1 Predicción del daño utilizando mapas de desgaste 5.5.2 Mapeo del desgaste 5.5.3 Los mapas de desgaste como un sistema de clasificación 5.5.4 Parámetros y formas usados en los mapas de desgaste 5.5.5 Mapas de desgaste tridimensionales 5.6 Partículas de desgaste (debris) 5.7 Diagnóstico del desgaste a través del estudio de debris 5.7.1 Conteo de debris de desgaste 5.8 Tipos de desgaste 5.8.1 Desgaste por fatiga de contacto 5.8.1.1 Desafíos que han impulsado el estudio de la fatiga de contacto 5.8.1.2 El desgaste por fatiga en contacto deslizante y rodante en régimen elástico 5.8.1.3 Desgaste por fatiga en contacto deslizante en régimen plástico 5.8.1.4 Mecanismos de desgaste que actúan en la fatiga de contacto 5.8.1.5 Efecto de los materiales en la fatiga de contacto 5.8.1.6 Influencia de las condiciones de funcionamiento en el desgaste por fatiga contacto rodante 5.8.1.7 Medios de control del desgaste por fatiga de contacto 5.8.1.8 Últimos aspectos estudiados de la fatiga de contacto 5.8.2 Desgaste por deslizamiento 5.8.2.1 Introducción 5.8.2.2 Variables que influyen en el desgaste por deslizamiento 5.8.2.3 Influencia de las variables microestructurales 5.8.2.4 Transiciones en la tasa de desgaste por deslizamiento 5.8.2.5 Mecanismos de desgaste por deslizamiento en seco dominados por deformación plástica 5.8.2.6 Técnicas utilizadas para evaluación del desgaste por deslizamiento 5.8.3 Desgaste abrasivo 5.8.3.1 Definición 5.8.3.2 Mecanismos de desgaste abrasivo 5.8.3.3 Efecto de variables del sistema en los mecanismos y tasas de desgaste abrasivo 5.8.3.4 Modelos matemáticos sobre desgaste abrasivo 5.8.3.5 Clasificación del desgaste abrasivo 5.8.3.6 Técnicas para avaluar el desgaste abrasivo 5.8.4 Desgaste erosivo y erosivo-corrosivo 5.8.4.1 Introducción 5.8.4.2 Resumen histórico del estudio de la erosión 5.8.4.3 Generalidades del desgaste por erosión 5.8.4.4 Comportamiento erosivo de materiales frágiles 5.8.4.5 Mecanismos de desgaste 5.8.4.6 Teorías sobre mecanismos de erosión en materiales frágiles 5.8.4.7 Principales variables consideradas en el estudio del desgaste erosivo y erosivo – corrosivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 . . . . . . . . . . . . . . . . 88 . . . . .87 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 . . . . . . . . . . . . . . . 82 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 . . . . . . . . . . . . . . 71 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 2.4.1.5 Escala empleada 2.4.2 Métodos ópticos para el análisis de rugosidad 2.4.3 Microscopía de efecto túnel (SPM) y microscopia de fuerza atómica (AFM) 2.4.3.1 Microscopía de efecto túnel 2.4.3.2 Microscopía de fuerza atómica (AFM)Bibliografía CAPÍTULO TRES Mecánica de Contacto (Contacto Macroscópico y Microscópico) 3.1 Introducción 3.2 Contacto macroscópico conforme y no conforme 3.3 Área de contacto entre cuerpos sólidos 3.4 Generalidades sobre estado de esfuerzos en cuerpos sólidos 3.4.1 Concepto de esfuerzo 3.4.2 Vector de esfuerzos 3.4.3 Tensor de esfuerzos 3.4.4 Criterios de falla para un estado multi-axial de esfuerzos 3.4.4.1 Criterios de falla para materiales dúctiles 3.4.4.2 Criterios de falla para materiales frágiles 3.5 Análisis de Hertz sobre tensiones de contacto (deformación elástica) 3.5.1 Contacto entre una esfera y un plano 3.5.2 Contacto entre dos esferas 3.5.3 Contacto entre dos cilindros con ejes paralelos 3.6 Influencia de la geometría del cuerpo en la distribución de presiones en una indentación 3.7 Teoría no hertziana de cuerpos en contacto (deformación plástica) 3.8 Contacto entre superficies rugosas 3.8.1 Contacto entre múltiples asperezas 3.8.2 Teorías estadísticas del contacto de múltiples asperezas Bibliografía CAPÍTULO CUATRO Fricción en Materiales de Ingeniería 4.1 Introducción 4.2 Historia sobre el estudio de la fricción 4.3 Coeficientes de fricción estático y dinámico 4.4 Fundamentos de la fricción por deslizamiento 4.5 Conceptos generales sobre fricción en varios tipos de materiales 4.6 Influencia de algunas variables del sistema tribológico en la fricción 4.6.1 Carga aplicada 4.6.2 Velocidad de deslizamiento 4.6.3 Efecto de la temperatura 4.7 Fricción en materiales cerámicos 4.8 Fricción en sólidos con estructura laminar 4.9 Fricción en materiales poliméricos 4.9.1 Efecto de algunas variables en la fricción de polímeros 4.9.1.1 Velocidad de deslizamiento 4.9.1.2 Carga aplicada 4.9.1.3 Temperatura en la zona de contacto 4.9.1.4 Humedad relativa 4.9.1.5 Rugosidad 4.10 Últimos estudios involucrando el fenómeno de la fricción 4.10.1 Ensayos de fricción 4.10.2 Estimación del coeficiente de fricción en diferentes materiales Bibliografía CAPÍTULO CINCO Conceptos Generales Sobre el Desgaste de Materiales 5.1 Introducción 5.2 Cambios superficiales debidos al desgaste durante el deslizamiento 5.3 Intervalo de tasas de desgaste y tipos de superficies desgastadas 5.4 Terminología usada en el estudio del desgaste 5.4.1 Términos comunes usados por diferentes autores para describir modos y tipos de desgaste 5.5 Mapas de desgaste 5.5.1 Predicción del daño utilizando mapas de desgaste 5.5.2 Mapeo del desgaste 5.5.3 Los mapas de desgaste como un sistema de clasificación 5.5.4 Parámetros y formas usados en los mapas de desgaste 5.5.5 Mapas de desgaste tridimensionales 5.6 Partículas de desgaste (debris) 5.7 Diagnóstico del desgaste a través del estudio de debris 5.7.1 Conteo de debris de desgaste 5.8 Tipos de desgaste 5.8.1 Desgaste por fatiga de contacto 5.8.1.1 Desafíos que han impulsado el estudio de la fatiga de contacto 5.8.1.2 El desgaste por fatiga en contacto deslizante y rodante en régimen elástico 5.8.1.3 Desgaste por fatiga en contacto deslizante en régimen plástico 5.8.1.4 Mecanismos de desgaste que actúan en la fatiga de contacto 5.8.1.5 Efecto de los materiales en la fatiga de contacto 5.8.1.6 Influencia de las condiciones de funcionamiento en el desgaste por fatiga contacto rodante 5.8.1.7 Medios de control del desgaste por fatiga de contacto 5.8.1.8 Últimos aspectos estudiados de la fatiga de contacto 5.8.2 Desgaste por deslizamiento 5.8.2.1 Introducción 5.8.2.2 Variables que influyen en el desgaste por deslizamiento 5.8.2.3 Influencia de las variables microestructurales 5.8.2.4 Transiciones en la tasa de desgaste por deslizamiento 5.8.2.5 Mecanismos de desgaste por deslizamiento en seco dominados por deformación plástica 5.8.2.6 Técnicas utilizadas para evaluación del desgaste por deslizamiento 5.8.3 Desgaste abrasivo 5.8.3.1 Definición 5.8.3.2 Mecanismos de desgaste abrasivo 5.8.3.3 Efecto de variables del sistema en los mecanismos y tasas de desgaste abrasivo 5.8.3.4 Modelos matemáticos sobre desgaste abrasivo 5.8.3.5 Clasificación del desgaste abrasivo 5.8.3.6 Técnicas para avaluar el desgaste abrasivo 5.8.4 Desgaste erosivo y erosivo-corrosivo 5.8.4.1 Introducción 5.8.4.2 Resumen histórico del estudio de la erosión 5.8.4.3 Generalidades del desgaste por erosión 5.8.4.4 Comportamiento erosivo de materiales frágiles 5.8.4.5 Mecanismos de desgaste 5.8.4.6 Teorías sobre mecanismos de erosión en materiales frágiles 5.8.4.7 Principales variables consideradas en el estudio del desgaste erosivo y erosivo – corrosivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 . . . . 147 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 . . . . . . . . . . . . . . . . 169 . . . . . . . . . . 171 . . . . . . . . . . . . . . . . 172 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190 . . . . . . . . . . . . . . . 198 192 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202 . . . . . . . 206 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 CAPÍTULO SEIS Principios de Lubricación 6.1 Introducción 6.2 Generalidades sobre lubricación 6.3 Propiedades de los lubricantes 6.3.1 Viscosidad 6.3.1.1 Viscosidad absoluta o dinámica (η) 6.3.1.2 Viscosidad cinemática (v) 6.3.2 Relación entre viscosidad y temperatura 6.3.2.1 Índice de viscosidad (IV) 6.3.3 Relación entre viscosidad y presión 6.4 Aceites lubricantes, grasas y lubricantes sólidos 6.4.1 Ventajas y desventajas de los aceites sintéticos 6.5 Regímenes de lubricación 6.5.1 Régimen de lubricación hidrodinámica 6.5.2 Lubricación elasto-hidrodinámica (EHL) 6.5.3 Lubricación límite 6.5.4 Lubricación mixta 6.5.5 Evolución de la lubricación 6.5.6 Lubricación industrial Bibliografía CAPÍTULO SIETE Últimos Avances en el Estudio de la Tribología 7.1 Introducción 7.2 Procesos modernos de fabricación de piezas 7.2.1 Manufactura aditiva (MA) 7.2.2 Metalurgia de polvos (MP) 7.2.3 Conformado en caliente (CC) 7.3 Desarrollo de equipos de caracterización 7.4 Sistemas electromecánicos en micro y nano escala (MEMS/NEMS) 7.5 Simulaciones computacionales mediante dinámica molecular 7.6 Técnicas avanzadas para la caracterización topográfica de superficies 7.6.1 Microscopio electrónico de barrido (MEB) y el EBSD 7.6.2 Microscopia electrónica de transmisión (MET) 7.6.3 Haz de iones focalizado (FIB) 7.6.4 Tomografía de sonda atómica (APT) 7.7 Nanoindentación 7.8 Triboluminiscencia Bibliografía 5.8.5 Desgaste oxidativo 5.8.4.8 Modelos matemáticos usados en el estudio de la erosión en medio seco y acuoso 5.8.4.9 Técnicas de estudio del desgaste erosivo y erosivo – corrosivo 5.8.5.1 Mecanismos de desgaste oxidativo 5.8.5.2 Comportamiento de segundas fases duras en el mecanismo de desgaste oxidativo moderado 5.8.5.3 Sinergismo corrosión-desgaste 5.8.5.4 Modelos matemáticos para el estudio del desgaste corrosivo 5.8.5.5 Caracterización del fenómeno de desgaste oxidativo 5.8.6 Desgaste por fretting 5.8.6.1 Sinergismo fretting-corrosión 5.8.6.2 Algunos métodos para prevenir el fretting 5.8.7 Desgaste adhesivo 5.8.7.1 Teorías de los mecanismos de adhesión en el desgaste adhesivo 5.8.7.2 Modelo matemático para estimar el desgaste adhesivo 5.8.8 Desgaste por cavitación 5.8.8.1 Mecanismos de daño 5.8.8.2 Métodos de ensayo del desgaste por cavitación 5.8.8.3 Resultados de ensayos de cavitación 5.8.8.4 Efectos corrosivos durante la cavitación 5.8.8.5 Modelos de estudio del desgaste por cavitación. 5.8.8.6 Resistencia a la cavitación de metales y aleaciones en función de variables microestructurales 5.8.8.7 Técnicas de caracterización del desgaste por cavitación Bibliografía . . . . . . . 243 . . . . . . . . . . . . . . . . 250 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256 . 265 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269 . . . . . . . . . . . . . . . . 271 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282 . . . . . . . . . . . . . . . . 285 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297 299 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311 CAPÍTULO SEIS Principios de Lubricación 6.1 Introducción 6.2 Generalidades sobre lubricación 6.3 Propiedades de los lubricantes 6.3.1 Viscosidad 6.3.1.1 Viscosidad absoluta o dinámica (η) 6.3.1.2 Viscosidad cinemática (v) 6.3.2 Relación entre viscosidad y temperatura 6.3.2.1 Índice de viscosidad (IV) 6.3.3 Relación entre viscosidad y presión 6.4 Aceites lubricantes, grasas y lubricantes sólidos 6.4.1 Ventajas y desventajas de los aceites sintéticos 6.5 Regímenes de lubricación 6.5.1 Régimen de lubricación hidrodinámica 6.5.2 Lubricación elasto-hidrodinámica (EHL) 6.5.3 Lubricación límite 6.5.4 Lubricación mixta 6.5.5 Evolución de la lubricación 6.5.6 Lubricación industrial Bibliografía CAPÍTULO SIETE Últimos Avances en el Estudio de la Tribología 7.1 Introducción 7.2 Procesos modernos de fabricación de piezas 7.2.1 Manufactura aditiva (MA) 7.2.2 Metalurgia de polvos (MP) 7.2.3 Conformado en caliente (CC) 7.3 Desarrollo de equipos de caracterización 7.4 Sistemas electromecánicos en micro y nano escala (MEMS/NEMS) 7.5 Simulaciones computacionales mediante dinámica molecular 7.6 Técnicas avanzadas para la caracterización topográfica de superficies 7.6.1 Microscopio electrónico de barrido (MEB) y el EBSD 7.6.2 Microscopia electrónica de transmisión (MET) 7.6.3 Haz de iones focalizado (FIB) 7.6.4 Tomografía de sonda atómica (APT) 7.7 Nanoindentación 7.8 Triboluminiscencia Bibliografía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355 4.10.2 Estimación del coeficiente de fricción en diferentes materiales Bibliografía CAPÍTULO CINCO Conceptos Generales Sobre el Desgaste de Materiales 5.1 Introducción 5.2 Cambios superficiales debidos al desgaste durante el deslizamiento 5.3 Intervalo de tasas de desgaste y tipos de superficies desgastadas 5.4 Terminología usada en el estudio del desgaste 5.4.1 Términos comunes usados por diferentes autores para describir modos y tipos de desgaste 5.5 Mapas de desgaste 5.5.1 Predicción del daño utilizando mapas de desgaste 5.5.2 Mapeo del desgaste 5.5.3 Los mapas de desgaste como un sistema de clasificación 5.5.4 Parámetros y formas usados en los mapas de desgaste 5.5.5 Mapas de desgaste tridimensionales 5.6 Partículas de desgaste (debris) 5.7 Diagnóstico del desgaste a través del estudio de debris 5.7.1 Conteo de debris de desgaste 5.8 Tipos de desgaste 5.8.1 Desgaste por fatiga de contacto 5.8.1.1 Desafíos que han impulsado el estudio de la fatiga de contacto 5.8.1.2 El desgaste por fatiga en contacto deslizante y rodante en régimen elástico 5.8.1.3 Desgaste por fatiga en contacto deslizante en régimen plástico 5.8.1.4 Mecanismos de desgaste que actúan en la fatiga de contacto 5.8.1.5 Efecto de los materiales en la fatiga de contacto 5.8.1.6 Influencia de las condiciones de funcionamiento en el desgaste por fatiga contacto rodante 5.8.1.7 Medios de control del desgaste por fatiga de contacto 5.8.1.8 Últimos aspectos estudiados de la fatiga de contacto 5.8.2 Desgaste por deslizamiento 5.8.2.1 Introducción 5.8.2.2 Variables que influyen en el desgaste por deslizamiento 5.8.2.3 Influencia de las variables microestructurales 5.8.2.4 Transiciones en la tasa de desgaste por deslizamiento 5.8.2.5 Mecanismos de desgaste por deslizamiento en seco dominados por deformación plástica 5.8.2.6 Técnicas utilizadas para evaluación del desgaste por deslizamiento 5.8.3 Desgaste abrasivo 5.8.3.1 Definición 5.8.3.2 Mecanismos de desgaste abrasivo 5.8.3.3 Efecto de variables del sistema en los mecanismos y tasas de desgaste abrasivo 5.8.3.4 Modelos matemáticos sobre desgaste abrasivo 5.8.3.5 Clasificación del desgaste abrasivo 5.8.3.6 Técnicas para avaluar el desgaste abrasivo 5.8.4 Desgaste erosivo y erosivo-corrosivo 5.8.4.1 Introducción 5.8.4.2 Resumen histórico del estudio de la erosión 5.8.4.3 Generalidades del desgaste por erosión 5.8.4.4 Comportamiento erosivo de materiales frágiles 5.8.4.5 Mecanismos de desgaste 5.8.4.6 Teorías sobre mecanismos de erosión en materiales frágiles 5.8.4.7 Principales variables consideradas en el estudio del desgaste erosivo y erosivo – corrosivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 . . . . . . . . . . . . . . . . . 237 CAPÍTULO SEIS Principios de Lubricación 6.1 Introducción 6.2 Generalidades sobre lubricación 6.3 Propiedades de los lubricantes 6.3.1 Viscosidad 6.3.1.1 Viscosidad absoluta o dinámica (η) 6.3.1.2 Viscosidad cinemática (v) 6.3.2 Relación entre viscosidad y temperatura 6.3.2.1 Índice de viscosidad (IV) 6.3.3 Relación entre viscosidad y presión 6.4 Aceites lubricantes, grasas y lubricantes sólidos 6.4.1 Ventajas y desventajas de los aceites sintéticos 6.5 Regímenes de lubricación 6.5.1 Régimen de lubricación hidrodinámica 6.5.2 Lubricación elasto-hidrodinámica (EHL) 6.5.3 Lubricación límite 6.5.4 Lubricación mixta 6.5.5 Evolución de la lubricación 6.5.6 Lubricación industrial Bibliografía CAPÍTULO SIETE Últimos Avances en el Estudio de la Tribología 7.1 Introducción 7.2 Procesos modernos de fabricación de piezas 7.2.1 Manufactura aditiva (MA) 7.2.2 Metalurgia de polvos (MP) 7.2.3 Conformado en caliente (CC) 7.3 Desarrollo de equipos de caracterización 7.4 Sistemas electromecánicos en micro y nano escala (MEMS/NEMS) 7.5 Simulaciones computacionales mediante dinámica molecular 7.6 Técnicas avanzadas para la caracterización topográfica de superficies 7.6.1 Microscopio electrónico de barrido (MEB) y el EBSD 7.6.2 Microscopia electrónica de transmisión (MET) 7.6.3 Haz de iones focalizado (FIB) 7.6.4 Tomografía de sonda atómica (APT) 7.7 Nanoindentación 7.8 Triboluminiscencia Bibliografía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371 . . . . . . . . . . . . . . . 374 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376 . . . . . . . . . . . . . . . 378 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 397406 páginasapplication/pdfUniversidad Tecnológica de PereiraPereira370 - EducaciónTribologíaFricción (Mecánica)Desgaste mecánicoTribologíaFriccionDesgaste mecánico y triboquímicoSuperficiesResistencia de Materiales al desgaste y a la corrosiónFundamentos de TribologíaLibroinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_2f33Textinfo:eu-repo/semantics/bookWilkinson, A. 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La autorización otorgada se ajusta a lo que establece la Ley 23 de 1982. Con todo, en mi (nuestra) condición de autor (es) me (nos) reservo (reservamos) los derechos morales de la OBRA antes citada con arreglo al artículo 30 de la Ley 23 de 1982. En concordancia suscribo (suscribimos) este documento en el momento mismo que hago (hacemos) entrega de mi (nuestra) OBRA a la Biblioteca “Jorge Roa Martínez” de la Universidad Tecnológica de Pereira. Manifiesto (manifestamos) que la OBRA objeto de la presente autorizaciónopen.accesshttps://repositorio.utp.edu.coRepositorio de la Universidad Tecnológica de 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Fundamentos de Tribología

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