Tribologia

CAPÍTULO I: Fricción

La fricción estática: no se inicia el movimiento si la fuerza tangencial T hace que el ángulo sea menor a φ0.
Se define como fuerza de rozamiento o fuerza de fricción entre dos superficies en contacto a la fuerza que se opone al movimiento de una superficie sobre la otra (fuerza de fricción dinámica) o a la fuerza que se opone al inicio del movimiento (fuerza de fricciónestática). Se genera debido a las imperfecciones, especialmente microscópicas, entre las superficies en contacto. Estas imperfecciones hacen que la fuerza entre ambas superficies no sea perfectamente perpendicular a éstas, sino que forma un ángulo φ con la normal (el ángulo de rozamiento). Por tanto, esta fuerza resultante se compone de la fuerza normal (perpendicular a las superficies encontacto) y de la fuerza de rozamiento, paralela a las superficies en contacto. Para el caso cinético o dinámico hay evidencia que sugiere que la fricción cinética se genera debido a enlaces o ligaduras entre los átomos de los diferentes objetos involucrados.
Sus efectos son apreciados en varios procesos de manufactura como por ejemplo durante la operación de forjado, se forma lo que se denominaabarrilamiento en la cual se impide el flujo del metal debido a la fricción contra las superficies del dado. Ciertas operaciones requieren fricción, por ejemplo, el laminado. Sin la fricción el material de abajo no podría ser arrastrado dentro de la estrecha separación entre los rodillos. Los efectos de la fricción pueden redundar en un efecto positivo o negativo según lo que se busque, y perjudicial entodos los procesos tribológicos.
La fricción se puede presentar de dos formas, el coeficiente entre la fuerza necesaria para iniciar el movimiento y el peso, se le denomina coeficiente de rozamiento estático, siendo mayor la fuerza requerida para iniciar el movimiento que para mantener el movimiento, y a éste se le denomina coeficiente de rozamiento dinámico.

I.1 TEORIAS DE FRICCIONTeoría de la Fricción Interna para Materiales Dúctiles
IDEA CONCEPTUAL: siendo que los materiales dúctiles fallan por fluencia y que algunos de estos materiales poseen límite de fluencia a tracción distinto que el de compresión. Se desea obtener un criterio general empleando los límites anteriores junto con el límite de fluencia a corte puro (torsión).

HIPOTESIS: La hipótesis de la fricción internaestablece que, en un estado de tensiones multiaxiales, la falla ocurre cuando el mayor círculo de Mohr asociado al estado de tensiones en el punto crítico se hace tangente o excede los límites de la envolvente de falla establecidos por las condiciones de falla de los ensayos de tracción, compresión y corte

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Teoría de Mohr-Coulomb

La teoría deMohr-Coulomb es un modelo matemático que describe la respuesta de materiales quebradizos, tales como hormigón, o agregados de partículas como el suelo, a esfuerzo cortante, así como tensión normal. La mayoría de los materiales en ingeniería clásica se comportan siguiendo esta teoría al menos en una parte del corte. En general, la teoría se aplica a los materiales para los que la resistencia a lacompresión es muy superior a la resistencia a la tracción, caso de los materiales cerámicos.
En Ingeniería del Terreno se utiliza para definir resistencia al corte de suelos y rocas en diferentes casos de tensión efectiva.
En la Ingeniería estructural se utiliza para determinar la carga de rotura, así como el ángulo de la rotura de una fractura de desplazamiento en materiales cerámicos ysimilares (como el hormigón). La hipótesis de Coulomb se emplea para determinar la combinación de esfuerzo cortante y normal que causa una fractura del material. El círculo de Mohr se utiliza para determinar los ángulos donde esas tensiones sean máximas. Generalmente la rotura se producirá para el caso de tensión principal máxima.
Se puede demostrar que un material que cumple la hipótesis de fricción...