Non linear signal analysis applied to friction force identification in tribological tests / IdentificaÃÃo da forÃa de atrito atravÃs de anÃlise de sinais nÃo lineares em ensaios tribolÃgicos

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2005

RESUMO

Quando as superfÃcies de dois corpos elÃsticos em contato apresentam movimento relativo, o sistema mecÃnico pode se tornar instÃvel. Experimentos conduzidos com corpos elÃsticos em contato mostram que o sistema à um sistema auto excitado devido à caracterÃstica nÃo linear da forÃa de atrito. Os objetivos principais desta tese sÃo o estudo do campo de pressÃes e tensÃes, devido ao contato mecÃnico, e a estimativa da forÃa de atrito com a analise de sinais nÃo lineares aplicada aos sinais de vibraÃÃo medidos em um tribÃmetro do tipo alternativo. O mÃtodo de elementos finitos à apresentado detalhadamente como algoritmo de soluÃÃo dos campos de pressÃes e tensÃes em corpos submetidos ao contato mecÃnico. Um modelo de duas entradas e uma saÃda à utilizado para representar um sistema dinÃmico nÃo linear. A saÃda total à composta da soma da parcela devida ao caminho linear da estrutura e da parcela devida ao caminho nÃo linear. Esta ultima parcela possui um modelo nÃo linear, representando a forÃa de atrito, e outra funÃÃo linear em sÃrie. Desde que a funÃÃo transferÃncia do caminho linear à identificada a partir da anÃlise de sinais tradicional, a parcela nÃo linear à obtida pelas relaÃÃes globais entre a entrada e a saÃda do sistema global, sendo posteriormente correlacionada as condiÃÃes superficiais das amostras. Os testes de validaÃÃo sÃo realizados em um tribÃmetro do tipo alternativo com contra corpo esfÃrico e corpo prismÃtico o qual possui um movimento harmÃnico imposto. A forÃa de reaÃÃo da estrutura ao atrito entre os corpos à medida simultaneamente por uma cÃlula de carga piezelÃtrica e por uma cÃlula de carga piezoresistiva. As velocidades do corpo e do contra corpo sÃo medidos por um acelerÃmetro e um vibrÃmetro laser respectivamente. Todos os sinais sÃo digitalizados sobre a mesma base de tempo e transferidos a um micro computador. A forÃa de atrito à estimada atravÃs da anÃlise de sinais nÃo linear aplicada aos sinais de vibraÃÃo medidos. As variaÃÃes da forÃa de atrito estimada sÃo entÃo comparadas Ãs condiÃÃes superficiais das amostras mostrando a eficiÃncia da metodologia proposta.

ASSUNTO(S)

anÃlise de sinais nÃo-lineares tribÃmetro contact mechanics friction force tribologia tribologia non-linear signal analysis reciprocating tribometer vibraÃÃo teorias nÃo-lineares contato mecÃnico forÃa de atrito tribology engenharia mecanica anÃlise de sistemas

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