Forze di contatto

CAPITOLO 3 (FORZE DI CONTATTO ED EFFETTI DISSIPATIVI)

TRIBOLOGIA: scienza che studia le problematiche del contatto. Dal punto di vista

geometrico il contatto può essere classificato come puntiforme, lineare o superficiale,

mentre dal punto di vista cinematico si distinguono 3 casi:

Puro rotolamento:

1. la velocità relativa nel punto di contatto è nulla

Strisciamento:

2. la velocità relativa nel punto di contatto ha la direzione della

tangente alle superfici fi contatto

Urto (o distacco):

3. se la velocità relativa ha componente lungo la direzione

normale

Le dissipazioni durante il contatto sono causate da molti fattori ma vengono indicate

con il termine ATTRITO. Se i membri della coppia cinematica sono animati da un moto

relativo di strisciamento, in corrispondenza delle superfici di contatto nasco delle forze

di ATTRITO RADENTE.

È importante anche lo stato della superficie di contatto:

ATTRITO SECCO O DIRETTO (caso con attrito maggiore): le due superfici sono a

 contatto diretto

ATTRITO LIMITE: è un caso intermedio i cui lo strato di lubrificazione è molto

 sottile e interrotto in alcuni tratti

ATTRITO FLUIDO O MEDIATO (caso con meno attrito): è interposta una

 lubrificazione che separa le superfici congiunte

Se i due membri della coppia hanno velocità angolari differenti (moto di puro

rotolamento di un corpo relativamente ad un altro) nascono delle RESISTENZE AL

ROTOLAMENTO, che si oppongono alla rotazione relativa e sono chiamate ATTRITO

VOLVENTE.

Nel contatto con urto si manifestano spesso dei fenomeni dissipativi chiamati ATTRITO

INTERNO.

CONTATTI SUPERFICIALI: LA TEORIA DI HERTZ

La teoria formulata dal tedesco Heinrich Rudolf Hertz rappresenta il modello più diffuso

per il calcolo dell’area effettiva di contatto e della distribuzione di pressione su tale

zona. Essa è bastata sulla meccanica del continuo, ambito in cui i corpi son considerati

deformabili. Le leggi di Hertz sono valide se solo verificate le seguenti ipotesi:

Materiale uniforme, isotropo e perfettamente elastico

o Forze normali alle superfici di contatto

o Aree di contatto piccole rispetto alle dimensioni dei membri

o Deformazioni piccole rispetto alle dimensioni delle zone di contatto

o

CONTATTI PUNTIFORMI Il contatto tra due sfere generiche, rispettivamente di

r r

raggio ed , sotto l’azione di una forza di

1 2

chiusura Q normale alle superfici, genera una zona di

a

contatto circolare; si indichi con il raggio di tale

δ

areola, mentre rappresenti la deformazione nella

direzione verticale, ovvero l’avvicinamento dei centri

delle due sfere.

CONTATTI LINEARI