Efecto de la fuerza normal sobre el coeficiente de fricción entre dos superficies sólidas.
Resumen
En este artículo se presenta el proyecto de investigación basado en la dependencia del coeficiente de fricción, μ, entre dos superficies sólidas, de la fuerza normal, N, aplicada a éstas. Se hace una revisión de los modelos y resultados experimentales sobre este tema, y se presentan los resultados de experimentos con cerdas de acero para barredoras de carreteras. Muchos trabajos teóricos y experimentales han mostrado que μ puede aumentar o decrecer con N. Sin embargo, la mayor parte de la literatura parece indicar que μ se reduce al aumentar N, bajo ciertas condiciones. Esto ocurre principalmente para fuerzas pequeñas y cuando la superficie es muy lisa. Se concluye que este fenómeno puede deberse a varios factores: las fuerzas de adhesión que afectan las superficies muy lisas tienden a ser significativas cuando N es pequeña y tienen el efecto de aumentar el valor de μ. Las diferencias en los radios de contacto de las asperezas pueden aportar también a este fenómeno. Cuando N es pequeña, un gran número de asperezas en contacto tiene radios pequeños, y se podrían desarrollar grandes esfuerzos cortantes de fricción. En contraste, para fuerzas grandes, los radios de contacto más grandes dominan la fricción; aparecen esfuerzos de fricción que son menores que los cortantes, generando coeficientes de fricción más pequeños. Además, el cambio de contacto elástico, para fuerzas pequeñas, a contacto elástico-plástico, para fuerzas mayores, puede provocar una reducción de μ al aumentar N.
En este artículo se presenta el proyecto de investigación basado en la dependencia del coeficiente de fricción, μ, entre dos superficies sólidas, de la fuerza normal, N, aplicada a éstas. Se hace una revisión de los modelos y resultados experimentales sobre este tema, y se presentan los resultados de experimentos con cerdas de acero para barredoras de carreteras. Muchos trabajos teóricos y experimentales han mostrado que μ puede aumentar o decrecer con N. Sin embargo, la mayor parte de la literatura parece indicar que μ se reduce al aumentar N, bajo ciertas condiciones. Esto ocurre principalmente para fuerzas pequeñas y cuando la superficie es muy lisa. Se concluye que este fenómeno puede deberse a varios factores: las fuerzas de adhesión que afectan las superficies muy lisas tienden a ser significativas cuando N es pequeña y tienen el efecto de aumentar el valor de μ. Las diferencias en los radios de contacto de las asperezas pueden aportar también a este fenómeno. Cuando N es pequeña, un gran número de asperezas en contacto tiene radios pequeños, y se podrían desarrollar grandes esfuerzos cortantes de fricción. En contraste, para fuerzas grandes, los radios de contacto más grandes dominan la fricción; aparecen esfuerzos de fricción que son menores que los cortantes, generando coeficientes de fricción más pequeños. Además, el cambio de contacto elástico, para fuerzas pequeñas, a contacto elástico-plástico, para fuerzas mayores, puede provocar una reducción de μ al aumentar N.
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Citas
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