Nos sistemas de freio automotivo, o principal componente que determina seu desempenho é o material de fricção, pois um bom material de fricção deve garantir estabilidade no atrito em diferentes condições de uso, além de possuir resistência à corrosão, longa vida útil, baixa taxa de desgaste, boa relação custo versus desempenho e baixo ruído. Desde que o conforto dos veículos tornou-se um fator importante para indicar sua qualidade, eliminar ou reduzir os ruídos e vibrações de seus componentes passou a ser uma vantagem competitiva no mercado automotivo, e, o problema de ruído nos sistemas de freios vem sendo um dos maiores causadores de reclamações de clientes nos últimos anos. O ruído de freio é na maioria das vezes o resultado de uma vibração auto excitada induzida pela fricção ou uma instabilidade dinâmica do sistema de freio. O processo de stick-slip é um típico exemplo de oscilação induzida por atrito, observada em baixas velocidades de deslizamento e geralmente resulta em vibrações, que geram ruídos graves e rangidos. Com o objetivo de verificar a viabilidade da utilização das medições de vibração durante a ocorrência do fenômeno do stick-slip para a caracterização de materiais de fricção utilizando um tribômetro, foram preparados seis materiais de fricção produzidos pela empresa Fras-le, fabricante de materiais de fricção para freios automotivos. Os ensaios foram realizados no Laboratório de Tribologia (Latrib) da Escola de Engenharia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). No tribômetro utilizado nos ensaios foi instalado um acelerômetro sobre o suporte onde é fixada a pastilha do material de fricção a ser ensaiado. Vários ensaios foram realizados, cada um sob ação de força normal e velocidade de giro do disco constantes. Os resultados dos ensaios demonstraram que o tribômetro apresenta excelente desempenho para caracterização de materiais de fricção, possibilitando o desenvolvimento de novos materiais a partir de ensaios realizados neste equipamento. A avaliação da resposta da aceleração da vibração obtida nos ensaios demonstrou que a resposta da vibração é dependente dos diversos parâmetros medidos, como deslocamento, velocidade e variação de torque, e para melhor prever a propensão de um determinado material em apresentar vibração de stick-slip deve-se levar em consideração, além da variação de torque, o torque máximo de cada ciclo de stick-slip. Além disso, o uso do acelerômetro para avaliação de ensaios de stick-slip mostrou-se viável e seu uso deve ser estimulado em trabalhos futuros. / In automotive brake systems, the main component that determines their performance is the friction material, because good friction material must ensure stability in friction under different conditions of use, as well as corrosion resistance, long life, low wear rate, good relation between cost and performance, and low noise. Since the comfort of vehicles has become important factor to indicate its quality, eliminate or reduce the noise and vibration of its components has become a competitive advantage in the automotive market, and the problem of noise in brake systems has been a cause of customer complaints in recent years. The brake noise is most often the result of a self-excited vibration induced friction or dynamic instability of the brake system. The stick-slip phenomenon is a typical example of oscillation induced by friction observed at low sliding speeds and generally results in vibrations which generate noise. In order to check the feasibility of using vibration measurements during the occurrence of the stick-slip phenomenon in the characterization of friction materials using a tribometer, were prepared six friction materials produced by the company Fras-le, manufacturer of friction materials for automotive brake. The tests were performed in the Laboratory of Tribology (Latrib) of the School of Engineering at Federal University of Rio Grande do Sul (UFRGS). In tribometer used for testing an accelerometer was installed on the support of the pad of friction material to be tested. Several tests were conducted, each under constant normal force and speed of rotation of the disk. The test results showed that the tribometer shows excellent performance for characterization of friction materials, enabling the development of new materials from tests performed on this equipment. The evaluation of the response of vibration acceleration obtained in the tests demonstrated that the response of vibration is dependent on various measured parameters, such as displacement, velocity and torque variation, and to better predict the propensity of a material to present vibration stickslip must take into account both the variation of torque and the maximum torque of each cycle of stick-slip. Furthermore, the use of accelerometer for assessing stick-slip tests was viable and its use should be encouraged in future work.

Nos sistemas de freio automotivo, o principal componente que determina seu desempenho é o material de fricção, pois um bom material de fricção deve garantir estabilidade no atrito em diferentes condições de uso, além de possuir resistência à corrosão, longa vida útil, baixa taxa de desgaste, boa relação custo versus desempenho e baixo ruído. Desde que o conforto dos veículos tornou-se um fator importante para indicar sua qualidade, eliminar ou reduzir os ruídos e vibrações de seus componentes passou a ser uma vantagem competitiva no mercado automotivo, e, o problema de ruído nos sistemas de freios vem sendo um dos maiores causadores de reclamações de clientes nos últimos anos. O ruído de freio é na maioria das vezes o resultado de uma vibração auto excitada induzida pela fricção ou uma instabilidade dinâmica do sistema de freio. O processo de stick-slip é um típico exemplo de oscilação induzida por atrito, observada em baixas velocidades de deslizamento e geralmente resulta em vibrações, que geram ruídos graves e rangidos. Com o objetivo de verificar a viabilidade da utilização das medições de vibração durante a ocorrência do fenômeno do stick-slip para a caracterização de materiais de fricção utilizando um tribômetro, foram preparados seis materiais de fricção produzidos pela empresa Fras-le, fabricante de materiais de fricção para freios automotivos. Os ensaios foram realizados no Laboratório de Tribologia (Latrib) da Escola de Engenharia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). No tribômetro utilizado nos ensaios foi instalado um acelerômetro sobre o suporte onde é fixada a pastilha do material de fricção a ser ensaiado. Vários ensaios foram realizados, cada um sob ação de força normal e velocidade de giro do disco constantes. Os resultados dos ensaios demonstraram que o tribômetro apresenta excelente desempenho para caracterização de materiais de fricção, possibilitando o desenvolvimento de novos materiais a partir de ensaios realizados neste equipamento. A avaliação da resposta da aceleração da vibração obtida nos ensaios demonstrou que a resposta da vibração é dependente dos diversos parâmetros medidos, como deslocamento, velocidade e variação de torque, e para melhor prever a propensão de um determinado material em apresentar vibração de stick-slip deve-se levar em consideração, além da variação de torque, o torque máximo de cada ciclo de stick-slip. Além disso, o uso do acelerômetro para avaliação de ensaios de stick-slip mostrou-se viável e seu uso deve ser estimulado em trabalhos futuros. / In automotive brake systems, the main component that determines their performance is the friction material, because good friction material must ensure stability in friction under different conditions of use, as well as corrosion resistance, long life, low wear rate, good relation between cost and performance, and low noise. Since the comfort of vehicles has become important factor to indicate its quality, eliminate or reduce the noise and vibration of its components has become a competitive advantage in the automotive market, and the problem of noise in brake systems has been a cause of customer complaints in recent years. The brake noise is most often the result of a self-excited vibration induced friction or dynamic instability of the brake system. The stick-slip phenomenon is a typical example of oscillation induced by friction observed at low sliding speeds and generally results in vibrations which generate noise. In order to check the feasibility of using vibration measurements during the occurrence of the stick-slip phenomenon in the characterization of friction materials using a tribometer, were prepared six friction materials produced by the company Fras-le, manufacturer of friction materials for automotive brake. The tests were performed in the Laboratory of Tribology (Latrib) of the School of Engineering at Federal University of Rio Grande do Sul (UFRGS). In tribometer used for testing an accelerometer was installed on the support of the pad of friction material to be tested. Several tests were conducted, each under constant normal force and speed of rotation of the disk. The test results showed that the tribometer shows excellent performance for characterization of friction materials, enabling the development of new materials from tests performed on this equipment. The evaluation of the response of vibration acceleration obtained in the tests demonstrated that the response of vibration is dependent on various measured parameters, such as displacement, velocity and torque variation, and to better predict the propensity of a material to present vibration stickslip must take into account both the variation of torque and the maximum torque of each cycle of stick-slip. Furthermore, the use of accelerometer for assessing stick-slip tests was viable and its use should be encouraged in future work.

Aim of this thesis is the design of experimental equipment for studying the formation of lubricating films in contacts lubricated machine parts Liquid gases with the following parameters: experimental device to operate on the principle of optical tribometer, the design will be modified so that it can be used to deleting contacts liquid gases.

This Paper deals with a design of tribometer for pin-on-disc and disc-on-disc tests. The purpose of these tests is Investigation of friction coefficient during hot forming. The main emphases of this paper are tool heating and quick tool change. The conductive sample heating is analyzed with FEM software Ansys and the results of this snalysis are taken into design consideration. Existing pin mounting design is considered as satisfying. Various disc mounting concepts are compared. The best solution - specimen mounting by an inside clamping cone with integrated specimen ejector was manufactured (heating excluding) and successfully tested.

<p>A bench scale tribometer, developed at the McMaster Manufacturing Research Institute (MMRI) was designed for mimicking the friction and wear conditions on the rake face of a metal cutting tool. It provides insight into the performance of cutting tools operating under high stress and high temperature machining conditions. It saves test material costs, reduces machine downtime for testing, increases the number of test replicates and effectively adds a reliable testing tool to characterize metal cutting operations.</p> <p>A detailed investigation into the stress distribution, temperature profile and indentation pattern has been performed in order to verify the ability of the device to capture the machining environment and to gain a better understanding of the friction effects and wear conditions. The investigation used finite element analysis to simulate the MMRI’s tribometer with the FEA results compared to the experimental results. This data was then used to tune the operating conditions of the tribometer to improve its ability to simulate the machining environment.<strong></strong></p> / Master of Applied Science (MASc)

<p>The objective of this research was the further development and characterization of a heavy load, high temperature pin on disc tribometer. The goal of performing this testing on the tribometer is to simulate realistic machining conditions experienced between a tool and workpiece ‘offline’ in order to reduce the number of real machining trials used to select a tool coating and subsequently optimize cutting parameters. This approach is based on the understanding that a change in the cutting speed can alter the tool-chip interface temperature profile, which can change the coefficient of friction (COF) between the tool and workpiece and impact the tool wear mechanisms and rate. Significant modifications were introduced to the tribometer to increase its functionality; a resistance welder was integrated into the setup, and a completely new, fully automated Graphical User Interface was designed using National Instruments Labview software to allow for more careful control of all interacting components and variables. Careful investigations were carried out to understand the sensitivity of COF measurements to various input parameters in order to gain increased confidence in the meaning of COF measurements. Finally, various tool and workpiece material pairs were tested from room temperature to upwards of 900°C near the pin-disc interface and efforts were made to correlate the resulting COF measurements with machining data in the form of tool life and cutting force measurement. This research contributes towards the goals of improving machinability in two ways: first, by screening potential surface engineering treatments on the basis of reduced friction under machining relevant conditions of elevated contact stress and temperature; and secondly, by generating temperature-dependent friction data for different tool and workpiece material pairs that can be used to improve FE simulations of metal cutting.</p> / Master of Applied Science (MASc)

There are two main goals of this thesis. Firstly, to improve and develop an existing hot weartester at Karlstad University so that it may test more samples of different sizes. Secondly, totest previously impossible samples and investigate their tribological properties and measurethe coefficient of friction with high reproducibility. The development work on the tribometer wasdone by a prestudy including; Investigating the hot wear tester, idea generation in CAD andcollecting information from the creator and prior users of it. After a few rounds of conceptgeneration and discussion with the supervisor and workshop staff, a new sample holder withdifferent sample adapters was created. Five tests of four different materials were conductedand their friction was measured. The new sample holder was able to solve the mainconcerns with the old design and showed great promise in producing reproducible results,better than any previous versions. The friction of the different TiAlN samples, at roomtemperature, seemed to indicate that there is a certain amount of Al% that maximizes frictionand that there is no simple linear relationship between Al% and coefficient of friction. Finallyit can be concluded that the initial goals of the thesis have been met, and that a newscientific instrument has been created to aid in the further understanding of tribology. / Det finns två huvudsakliga mål med detta examensarbete. För det första, att förbättra ochutveckla en existerande varmnötare på Karlstad Universitet så att den kan testa fler proverav olika storlekar. För det andra, att testa tidigare omöjliga prov och undersöka derastribologiska egenskaper och mäta friktionskoefficienten med hög reproducerbarhet.Utvecklingsarbetet av tribometern skedde via en förstudie som innehöll följande:Undersökning av varmnötaren, idégenerering i CAD och samling av information frånvarmnötarens skapare, samt tidigare användare. Efter några iterationer avkonceptgenerering och diskussioner med handledare och verkstadspersonal så skapadesen ny provhållare med flera olika adaptrar. Fem tester med fyra olika material utfördes ochderas friktion mättes. Den nya provhållaren löste de huvudsakliga problemen med dengamla designen och påvisade goda förhoppningar angående att producera tester med högreproducerbarhet. Markant bättre än tidigare versioner. Friktionsmätningarna från de olikaTiAlN-proverna, vid rumstemperatur, indikerade att det finns en viss mängd Al% sommaximerar friktionen och att det inte finns något linjärt samband mellan Al% ochfriktionskoefficient. Slutligen kan det konstateras att de initiala målen för examensarbetet harblivit uppnådda, och att ett nytt vetenskapligt instrument har blivit skapat för att hjälpa utökaförståelse inom tribologi.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um microtribômetro linear, do tipo esfera sobre chapa, capaz de analisar o comportamento tribológico de materiais em linhas até 5 mm de comprimento, frequências de até 2 Hz e cargas até 10 N, com ou sem meio úmido, características que o tornam uma ótima ferramenta para observar o comportamento tribológico, ou a resistência ao desgaste de diferentes zonas de uma junta soldada. Durante o projeto do microtribômetro, houve a preocupação de desenvolver um equipamento seguro, fácil de operar e robusto, visando a utilização do mesmo por alunos de graduação e pós-graduação, e na indústria. O trabalho de desenvolvimento compreendeu todas as tecnologias usadas, ou seja, placa de leitura da célula de carga, célula de carga, aparato mecânico responsável pelo movimento da amostra e xação da mesma, braço de suporte do conjunto célula de carga e esfera, carenagem protetora, sistema de segurança e placa de comando. Ensaios foram feitos para a validação do equipamento e demonstrar a capacidade de analisar o comportamento tribológico das diversas zonas de uma junta soldada. / This work presents the development of a linear micro tribometer, sphere over sheet type, capable of analyzing the tribological behavior of materials in lines up to 5 mm in lengh, frenquencies up to 2 Hz and loads up to 10 N, with or without moist enviroment, characteristics that makes it a great tool to observ the diferents regions of a welded joints. During the project there was the concern of developing a secure, easy to operate and robust, aiming it's use by students of gradution, postgraduation and by industry. The development work comprised all the technologies used, reading board of load cell, load cell, mechanical device responsible for moviment and xation of the sample, support arm of the set load cell and sphere, protective cowling, sefety system and board control. Tests have been done to validate the equipment and demonstrate the capacity of analyzing the tribological behavior of the various regions of a welded joint.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um microtribômetro linear, do tipo esfera sobre chapa, capaz de analisar o comportamento tribológico de materiais em linhas até 5 mm de comprimento, frequências de até 2 Hz e cargas até 10 N, com ou sem meio úmido, características que o tornam uma ótima ferramenta para observar o comportamento tribológico, ou a resistência ao desgaste de diferentes zonas de uma junta soldada. Durante o projeto do microtribômetro, houve a preocupação de desenvolver um equipamento seguro, fácil de operar e robusto, visando a utilização do mesmo por alunos de graduação e pós-graduação, e na indústria. O trabalho de desenvolvimento compreendeu todas as tecnologias usadas, ou seja, placa de leitura da célula de carga, célula de carga, aparato mecânico responsável pelo movimento da amostra e xação da mesma, braço de suporte do conjunto célula de carga e esfera, carenagem protetora, sistema de segurança e placa de comando. Ensaios foram feitos para a validação do equipamento e demonstrar a capacidade de analisar o comportamento tribológico das diversas zonas de uma junta soldada. / This work presents the development of a linear micro tribometer, sphere over sheet type, capable of analyzing the tribological behavior of materials in lines up to 5 mm in lengh, frenquencies up to 2 Hz and loads up to 10 N, with or without moist enviroment, characteristics that makes it a great tool to observ the diferents regions of a welded joints. During the project there was the concern of developing a secure, easy to operate and robust, aiming it's use by students of gradution, postgraduation and by industry. The development work comprised all the technologies used, reading board of load cell, load cell, mechanical device responsible for moviment and xation of the sample, support arm of the set load cell and sphere, protective cowling, sefety system and board control. Tests have been done to validate the equipment and demonstrate the capacity of analyzing the tribological behavior of the various regions of a welded joint.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um microtribômetro linear, do tipo esfera sobre chapa, capaz de analisar o comportamento tribológico de materiais em linhas até 5 mm de comprimento, frequências de até 2 Hz e cargas até 10 N, com ou sem meio úmido, características que o tornam uma ótima ferramenta para observar o comportamento tribológico, ou a resistência ao desgaste de diferentes zonas de uma junta soldada. Durante o projeto do microtribômetro, houve a preocupação de desenvolver um equipamento seguro, fácil de operar e robusto, visando a utilização do mesmo por alunos de graduação e pós-graduação, e na indústria. O trabalho de desenvolvimento compreendeu todas as tecnologias usadas, ou seja, placa de leitura da célula de carga, célula de carga, aparato mecânico responsável pelo movimento da amostra e xação da mesma, braço de suporte do conjunto célula de carga e esfera, carenagem protetora, sistema de segurança e placa de comando. Ensaios foram feitos para a validação do equipamento e demonstrar a capacidade de analisar o comportamento tribológico das diversas zonas de uma junta soldada. / This work presents the development of a linear micro tribometer, sphere over sheet type, capable of analyzing the tribological behavior of materials in lines up to 5 mm in lengh, frenquencies up to 2 Hz and loads up to 10 N, with or without moist enviroment, characteristics that makes it a great tool to observ the diferents regions of a welded joints. During the project there was the concern of developing a secure, easy to operate and robust, aiming it's use by students of gradution, postgraduation and by industry. The development work comprised all the technologies used, reading board of load cell, load cell, mechanical device responsible for moviment and xation of the sample, support arm of the set load cell and sphere, protective cowling, sefety system and board control. Tests have been done to validate the equipment and demonstrate the capacity of analyzing the tribological behavior of the various regions of a welded joint.