TRIBOLOGIA E TEMPERATURA DE CONTATO DO PEEK DESLIZANDO CONTRA LATÃO, PEEK E ALUMINA

Nome: RUBSON MAÇÃO CAMPOREZ

Data de publicação: 30/01/2024

Banca:

Nome Papelordem decrescente
CHERLIO SCANDIAN Orientador

Resumo: O aumento da temperatura de contato, resultante do atrito durante o deslizamento entre corpos, influencia o comportamento tribológico, gerando mudanças na microestrutura e propriedades dos materiais. Esse aumento térmico pode induzir amolecimento e fusão dos corpos, fenômenos particularmente impactantes em polímeros devido às suas baixas temperaturas de transição vítrea e de fusão. Portanto, estudar e prever a temperatura de contato para materiais poliméricos é de suma importância para maximizar sua aplicação tribológica. O cálculo da temperatura de contato pode ser realizado por métodos
numéricos ou através de modelos matemáticos desenvolvidos para problemas de menor complexidade geométrica e de condições de contorno. Apesar da relevância e presença de metodologias para a determinação da temperatura de contato, tal desafio persiste em contextos envolvendo pares poliméricos. O obstáculo decorre das simplificações e por não considerar mudanças nas propriedades dos materiais em função da temperatura. Um caso que ocorre com polímeros é a alteração da condutividade térmica, a qual é sensível ao ordenamento molecular das cadeias poliméricas, bem como à temperatura e pressão de contato. A literatura possui lacunas a serem preenchidas no que se refere à temperatura de contato de polímeros, em especial par polímero-polímero. Neste contexto, foi realizada uma investigação da temperatura de contato de esferas e pinos cilíndricos (geometria) de dois diâmetros (dimensão) diferentes do poli-éter-éter-cetona (PEEK), um polímero de ultra alto desempenho, deslizando contra discos de latão, PEEK e alumina variando a carga normal (13 diferentes cargas) e velocidade de deslizamento (0,5 e 1 m/s). Além disso, a temperatura da superfície do disco foi medida, durante o ensaio, utilizando uma câmera térmica infravermelho. De maneira abrangente, observou-se que a velocidade de deslizamento, a geometria, a dimensão e a natureza dos discos influenciaram nos parâmetros empregados no cálculo da temperatura de contato, tais como a partição de calor e o número de Peclet. Em contraste, em relação ao aumento da temperatura flash, ao aumento da temperatura nominal e a temperatura máxima de contato, a velocidade de deslizamento não influenciou, enquanto a geometria, a dimensão e a natureza dos discos apresentaram. Erros entre a temperatura medida com a câmera térmica com uma das parcelas da temperatura de contato foram observados e para melhorar a acurácia do modelo matemático foi proposto o uso de fatores de correção chamados de 1 e 2 que multiplicam as condutividades térmicas do pino/esfera e disco, respectivamente. Com seu uso, os erros foram reduzidos a zero em algumas condições aumentando a aplicação do modelo matemático da temperatura de contato.

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