FUNDAMENTOS DE TRIBOLOGIA

GLOSARIO

Prefacio

CAPÍTULO UNO

1. 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 Referencias

CAPÍTULO DOS

2. 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)
2.3.4.3 Función 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
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) Referencias

CAPÍTULO TRES

3. 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 Referencias

CAPÍTULO CUATRO

4. 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
4.1 0.2 Estimación del coeficiente de fricción en diferentes materiales Referencias

CAPÍTULO CINCO

5. 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
5.8.4.8 Modelos matemáticos en el estudio de la erosión en medio seco y acuoso
5.8.4.9 Técnicas de estudio del desgaste erosivo-corrosivo
5.8.5 Desgaste Oxidativo
5.8.5.1 Mecanismos de desgaste oxidativo
5.8.5.3 Sinergismo corrosivo-desgaste
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 ensayo 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
Referencias

CAPÍTULO SEIS

6. Principios de Lubricación
6.1 Introducción
6.2 Generalidades sobre lubricación 6
6.3 Propiedades de los lubricantes
6.3.1 Viscosidad
6.3.1.1 Viscosidad absoluta o dinámica (q)
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
Referencias

CAPÍTULO SIETE

7. 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

Referencias

"Fundamentos de Tribología" es un libro de texto de carácter técnico-científico que pretende que el lector se apropie de los conceptos que le competen a esta ciencia, como son: la fricción, la lubricación y el desgaste de materiales de ingeniería.

El texto contempla, en siete capítulos, aspectos primordiales para el estudio de la tribología, donde se exponen y discuten teorías, leyes, definiciones y resultados de investigaciones científicas, que han permitido que esta ciencia haya alcanzado un nivel de interés considerable en las principales facultades de ingeniería del país y del mundo. El texto aporta información que permite entender por qué piezas mecánicas fallan durante el servicio y cuáles podrían ser sus posibles soluciones, apoyados en ensayos de laboratorio y de trabajo de campo.

Además de los aspectos básicos, el texto incluye los últimos avances en el estudio y aplicación de conceptos tribológicos, a nivel académico, técnico y científico, donde se describen temas relevantes como: simulaciones computacionales, sistemas modernos de fabricación de piezas, técnicas avanzadas de caracterización (SEM, TEM, AFM, EBSD Y APT), incluyendo temas de nano tecnología, triboluminiscencia, entre otros. Lo anterior, apoyado en una minuciosa revisión bibliográfica en cada capítulo.

El texto fue concebido como una guía para profesores y estudiantes de pregrado y posgrado de carreras técnicas afines a la ingeniería mecánica, incluyendo personal adscrito a compañías encargadas de labores de mantenimiento e interesadas en comprender los fenómenos, de carácter tribológico, que conllevan al deterioro de componentes en servicio con el fin de minimizar su efecto.