FRICCIÓN FLUIDA
La fricción es la resistencia al movimiento que ofrecen dos cuerpos en contacto en movimiento relativo. Sus efectos son apreciados en varios procesos de manufactura como por ejemplo durante la operación de forjado, se forma lo que se denomina abarrotamiento 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 en todos los procesos tribológicos. La fricción se puede presentar de dos formas, el coeficiente entre la fuera necesaria para iniciar el movimiento y el peso, se le denomina coeficiente de roamiento est!tico, siendo mayor la fuera requerida para iniciar el movimiento que para mantener el movimiento, y a "ste se le denomina coeficiente de roamiento din!mico. Cuando el bloque est! a punto de moverse #movimiento inminente$, la fuera horiontal #llamado
F s$
F
alcana un cierto valor
que v"ncela fricción y el bloque comiena a desliarse. %sto define
el coeficiente de fricción est!tica &' s& (
%l coeficiente de fricción cin"tico es el que se aplica en la mayoría delos procesos por el movimiento relativo entre las superficies involucradas. %sta se define como( )onde ' * + coeficiente de fricción cin"tico, Fk N
+ fuera cin"tica#apro. -/ de la fuera est!tica$ y
+ fuera normal. 0na eplicación de la fricción aceptada comúnmente es
la teoría de la adhesión, la cual sostiene que dos superficies desliantes #no lubricadas$ est!n en contacto una con la otra sólo en una peque1a fracción del !rea aparente entre ellas. %sto es verdad aun cuando las superficies sean bastante lisas. Cuando se observan en una vista ampliada, cada superficie se caracteria por aspereas microscópicas que hacen contacto con su opuesta sólo en ciertos puntos. %stos puntos comprenden el !rea real de contacto A r entre las dos superficies las cuales soportan la carga normal increment!ndose los esfueros en dichos puntos ocasionando deformaciones pl!sticas y adhesión en algunos casos, como se aprecia en la 2igura. %stos contactos est!n influenciados por el tipo de materiales
en contacto y su condición #qu" tan limpia y seca est! la superficie, por ejemplo$. 3ara romper estos enlaces adhesivos conforme las superficies se mueven, una con respecto a la otra, se requiere una fuera. F
, la cual se aplica contra las uniones como una fuera cortante. %stas coneiones suman un !rea equivalente al !rea real de contacto. )e la misma manera, la fuera normal N
4mplica la resistencia a la fluencia del material #la resistencia a la fluencia del material m!s d"bil$ aplicada sobre el !rea real de contacto. %ntonces podemos definir el coeficiente de fricción de acuerdo a la teoría de la adhesión como(
)onde 5 + esfuero cortante e Y
+ esfuero de fluencia a la compresión de la asperea. 3ara la mayoría de los materiales est! ecuación predice un valor m!s alto que el normalmente observado. Sin embargo, parece m!s realista cuando consideremos que la adhesión ocurre probablemente en una cierta fracción de las aspereas debido a la variación en la altura de dichas aspereas, a la limpiea y otros factores. %n los casos donde se fueran dos metales en estrecho contacto, el coeficiente de fricción alcana valores muy altos.
Fricción Seca.
Se presenta por desliamiento o por rodadura cuando un objeto sólido seco, es movido tangencialmente con respecto a otra superficie o cuando intenta hacer tal movimiento. Fricción Fluida.
%s la resistencia al movimiento que ofrece un fluido interpuesto entredós superficies con movimiento relativo, debido al roamiento entre sus capas moleculares.
%stado de fricción en el cual el sistema tribológico est!
constituido por tres elementos, presentando uno de ellos propiedades líquidas. La obtención de la fricción fluida est! condicionada a la eistencia de un lubricante líquido que separa las superficies de los elementos sólidos, que constituyen el sistema tribológico Causas de la fricción.
Los factores m!s relacionados con todos los procesos tribológicos son( Lubricación
. 0na película apropiada interpuesta entre dos superficies reduce la fricción entre dos elementos.
AMORTIGUAMIENTO FLUIDO
5ipos de 6mortiguamiento %l movimiento de las estructuras sometidas a fueras variables durante un periodo de tiempo, dependen en particular, de las propiedades de amortiguamiento, es decir, de la disipación de la energía por los materiales constitutivos de la estructura, entre las ligaduras de sus diferentes elementos, entre ellos y el medio circunvecino. )e acuerdo a los fenómenos físicos, se distinguen tres tipos de amortiguamiento( 7 %l amortiguamiento de Coulomb, que corresponde a un amortiguamiento de fricción, con dirección del desplaamiento y de signo opuesto al de la velocidad. 7 %l amortiguamiento viscoso, por el cual la fuera de amortiguamiento es proporcional a la velocidad. 7 %l amortiguamiento hister"tico, para el cual la fuera de amortiguamiento es proporcional al desplaamiento y de signo opuesto al de la velocidad. Los dos últimos tipos de amortiguamiento, son los m!s comúnmente encontrados. 6dem!s, dos coeficientes relacionados con el amortiguamiento que ser!n utiliados posteriormente se definen como sigue ( %l coeficiente de p"rdida, es un coeficiente adimensional característico del efecto amortiguador, y est! dado por la relación de la energía disipada durante un ciclo y la energía potencial m!ima multiplicada por 8 p ( h + 9%nergía disipada en un ciclo. 6mortiguamiento viscoso Los dispositivos amortiguadores cl!sicos proporcionan, por medio de l!minas de un fluido viscoso quienes circulan a trav"s de orificios estrechos, fueras resistentes proporcionales a la velocidad del movimiento y de signo opuesto. %n el curso de un ciclo, el trabajo de esas fueras, quien es positivo, representa el amortiguamiento viscoso. Se puede se1alar adem!s, que el efecto de disipación de energía por radiación, observado en particular durante el movimiento de una estructura colocada sobre un suelo semi&infinito es, para movimientos a baja frecuencia, semejante a un amortiguamiento viscoso. La relación de equilibrio entre la fuera eterior aplicada y las fueras aplicadas *d y de amortiguamiento cd: se escribe( f + *d ; cd< #-$ %n el caso de un ciclo de pulsación =, para el cual el desplaamiento es sinusoidal #d+acos =t$ la fuera
eterior es( f + *acos =t & c=a sen =t #>$ %l coeficiente de p"rdida, que es proporcional a la frecuencia de movimiento, es igual a( h+c=?*
