Como estão os modelos e equações preditivas de desgaste?

As equações e modelos de desgaste disponíveis para previsão de vida de componentes e equipamentos estão muito distantes dos disponíveis para previsão de vida em fadiga ou fluência. Esse quadro desanimador descrito pelo Professor Ludema em 1995 (Wear model and predictive equations: their form and content) continua verdadeiro 15 anos depois. Ele aponta alguma razões para isto após analisar trabalhos de 5.325 autores publicados na revista WEAR.
a) Poucos autores permanecem estudando desgaste por um prazo suficientemente longo para efetuar contribuições consistentes. Por exemplo, autores com 6 ou mais artigos publicados eram apenas 5% do total.
b) Muito poucos autores trabalham em mais de um tipo de desgaste e, deste modo, não adquirem massa critica na área. Na minha opinião, isto dificulta a composição de modelos que acoplem formas diferentes de desgaste.
c) A maioria dos autores trabalha isolado dos demais, ao contrário do que acontece, por exemplo, em lubrificação.
d) Freqüentemente, os modelos não são acompanhados da documentação apropriada.
e) Os estudos e, portanto, o financiamento em desgaste são relativamente menores do que em outras áreas.
O artigo analisa modelos de erosão e, com base nessa análise, traça recomendações que merecem ser estudadas no próprio texto. Cabe destacar a importância que o Prof. Ludema confere à colaboração entre tribologistas (muitas vezes engenheiros mecânicos) e nossos colegas de Engenharia de Materiais. Me parece importante acrescentar a necessária colaboração com os físicos e químicos, como acontece no Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies.
Conheço dois casos para os quais se conhece a distribuição de probabilidade de falha tanto em ensaios de laboratório como na vida real. Um deles é o desgaste por fadiga de contato de rolamentos cuja distribuição de falhas segue nas duas escalas de estudo a distribuição de Weibul.  O outro é o desgaste de bolas de moinho cuja distribuição segue a distribuição normal. Mesmo nestes casos, prever a vida em serviço com base nos ensaios de laboratório exige procedimentos criteriosos nos quais a ordem de desempenho em laboratório de diferentes qualidades de amostras é transferida por meio de estudos (ou lotes) em escala piloto para a vida real.
A melhoria deste quadro exige estudos mais longos nos quais seja verificada, tanto em laboratório quanto em campo, qual a distribuição de probabilidades de falha e se estabeleçam correspondências entre ambos os níveis de aplicação. Em paralelo, é importante o desenvolvimento de modelos analíticos de desgaste  para fundamentar os trabalhos de caráter estatístico. Também é importante estimular a ampliação e o aumento das interações na comunidade tribológica.
Por fim, é importante não esquecer (para não criar expectativas infundadas) que o desgaste (e o atrito) é uma propriedade dependente do sistema e não uma propriedade do (ou dos) material (ou materiais). Além disso, e da mesma forma que outras propriedades, porém com mais intensidade, o desgaste dos materiais depende fortemente das condições do sistema e, portanto, das diferenças entre as condições do laboratório e do campo, onde o nível de controle das variáveis é em geral muito reduzido.
Referência
H.C. Meng, K.C.Ludema. Wear model and predictive equations: their form and content. WEAR 181-183 (1995) 443-457.
Amilton Sinatora

4 respostas para Como estão os modelos e equações preditivas de desgaste?

  1. […] O estudo da tribologia ainda enfrenta limitações muito básicas como as apontadas em post anterior. Por exemplo, exceto com raras excessões, os tribologistas não conseguem construir modelos […]

  2. […] (obtidos em equipamentos de laboratórios) em tribologia são pouco aplicáveis à prática (ver Como estão os modelos e equações preditivas de desgaste?). Para enfrentar este problema, o Professor Franco apostou, junto com outros colegas, em construir […]

  3. […] para os pacientes necessitados.  Sobre a questão do desenvolvimento de modelos de desgaste ver Como estão os modelos e equações preditivas de desgaste?. Outra oportunidade que se abre com a construção e validação do equipamento de ensaio de […]

  4. […] O mestrado constitui-se, portanto, em um bom porto de partida para aqueles que busca soluções tecnológicas para os problemas de abrasão. A este primeiro passo cabe acrescentar as  essenciais informações que decorrem da análise dos mecanismos e dos esforços em campo. Para os que buscam modelar os fenômenos de desgaste e criar modelos preditivos de abrasão cabe, além dos passos acima, incorporar as consierações apontadas por Ludema em post anterior (Como estão os modelos e equações preditivas de desgaste?). […]

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