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dc.creatorTakahama, Marcos Hiroshi-
dc.date.accessioned2025-09-24T18:59:10Z-
dc.date.available2025-09-24T18:59:10Z-
dc.date.issued2025-04-23-
dc.identifier.citationTAKAHAMA, Marcos Hiroshi. Integrated friction torque and thermal model for grease-lubricated rolling bearings under radial load. 2025. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica e de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2025.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/38364-
dc.description.abstractThis thesis develops two developed models: a model to represent the friction mechanisms in the contact zone and an integrated model to predict friction torque and temperature in greaselubricated deep groove ball bearings, considering their interdependence. For validation, four models were analyzed: two for friction torque estimation, a thermal model, and an integrated model that couples them. The friction torque model was initially developed based on an adaptation of the SKF model, adjusted for a specific bearing and grease combination. In parallel, a second model was developed to describe the physical behavior of friction. The results indicated that the adjusted model showed good agreement with experimental data, while the physical model exhibited discrepancies, especially under severe conditions. Significant differences were observed between measurements obtained in a ball-on-disk tribometer and the simplified modeling of the contact zone, considering grease as a non-Newtonian fluid, highlighting challenges in the rheological and tribological characterization of grease lubrication. The thermal model, based on a thermal resistive-capacitive circuit, demonstrated high accuracy in predicting the steady-state bearing temperature, with deviations below 2.6°C. The integrated model, which couples the adjusted friction torque model with the thermal model, allowed the evaluation of the interaction between heat dissipation and friction torque over time. The results showed that the integrated model reproduces the system’s behavior in both steadystate and transient conditions but does not capture an initial friction peak observed at the beginning of the tests, which influences the temperature rise. This research contributes to the advancement of friction and temperature modeling in grease-lubricated bearings, providing a foundation for further developments in the field.pt_BR
dc.description.sponsorshipConselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)pt_BR
dc.languageengpt_BR
dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paranápt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/pt_BR
dc.subjectTorque - Modelos matemáticospt_BR
dc.subjectAtrito - Modelos matemáticospt_BR
dc.subjectRolamentospt_BR
dc.subjectLubrificação e lubrificantespt_BR
dc.subjectReologiapt_BR
dc.subjectTribologia - Testespt_BR
dc.subjectCalor - Transmissãopt_BR
dc.subjectSimulação (Computadores)pt_BR
dc.subjectTorque - Mathematical modelspt_BR
dc.subjectFriction - Mathematical modelspt_BR
dc.subjectBearings (Machinery)pt_BR
dc.subjectLubrication and lubricantspt_BR
dc.subjectRheologypt_BR
dc.subjectTribology - Testingpt_BR
dc.subjectHeat - Transmissionpt_BR
dc.subjectComputer simulationpt_BR
dc.titleIntegrated friction torque and thermal model for grease-lubricated rolling bearings under radial loadpt_BR
dc.title.alternativeIntegração de torque de atrito e modelo térmico para rolamentos lubrificados com graxa sob cargas radiaispt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR
dc.description.resumoEsta tese apresenta dois modelos desenvolvidos: um modelo para representar os mecanismos de atrito na zona de contato e um modelo integrado para prever o torque de atrito e a temperatura em rolamentos rígidos de esferas lubrificados por graxa, considerando sua interdependência. Para validação, quatro modelos foram analisados: dois para estimativa do torque de atrito, um modelo térmico e um modelo integrado que os acopla. O modelo de torque de atrito foi inicialmente desenvolvido com base na adaptação do modelo SKF, ajustado para uma combinação específica de rolamento e graxa. Em paralelo, um segundo modelo foi elaborado para descrever o comportamento físico do atrito. Os resultados indicaram que o modelo ajustado apresentou boa aderência aos dados experimentais, enquanto o modelo físico apresentou discrepâncias, especialmente em condições severas. Diferenças significativas foram observadas entre medições obtidas em tribômetro esfera-disco e a modelagem simplificada da zona de contato, considerando a graxa como fluido não newtoniano, evidenciando desafios na caracterização reológica e tribológica da lubrificação graxa. O modelo térmico, baseado em um circuito resistivo-capacitivo térmico, apresentou alta precisão na previsão da temperatura do rolamento em regime permanente, com desvios inferiores a 2,6°C. O modelo integrado, que acopla o modelo ajustado de torque ao modelo térmico, permitiu avaliar a interação entre dissipação de calor e torque de atrito ao longo do tempo. Os resultados demonstraram que o modelo integrado reproduz o comportamento do sistema em regime estacionário e transiente, mas não captura um pico inicial de atrito observado no início dos testes, que influencia o aumento de temperatura. A pesquisa contribui para o avanço da modelagem do atrito e temperatura em rolamentos lubrificados por graxa, fornecendo subsídios para novos desenvolvimentos na área.pt_BR
dc.degree.localCuritibapt_BR
dc.publisher.localCuritibapt_BR
dc.creator.IDhttps://orcid.org/0000-0001-6504-5291pt_BR
dc.creator.Latteshttps://lattes.cnpq.br/8034933372506302pt_BR
dc.contributor.advisor1Cousseau, Tiago-
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0003-0660-422Xpt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttps://lattes.cnpq.br/9977938762856510pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Negrão, Cezar Otaviano Ribeiro-
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/0000-0001-7090-2729pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Latteshttps://lattes.cnpq.br/4344790398205987pt_BR
dc.contributor.referee1Silva, Carlos Henrique da-
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-2897-4347pt_BR
dc.contributor.referee1Latteshttps://lattes.cnpq.br/6218847264452522pt_BR
dc.contributor.referee2Andrade, Diogo Elias da Vinha-
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0002-1191-9931pt_BR
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/5726562903368886pt_BR
dc.contributor.referee3Profito, Francisco José-
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0002-2475-9279pt_BR
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/1175850468193468pt_BR
dc.contributor.referee4Andrade, Gustavo Tressia de-
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000-0003-1255-0483pt_BR
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/7714669828770677pt_BR
dc.contributor.referee5Cousseau, Tiago-
dc.contributor.referee5IDhttps://orcid.org/0000-0003-0660-422Xpt_BR
dc.contributor.referee5Latteshttps://lattes.cnpq.br/9977938762856510pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiaispt_BR
dc.publisher.initialsUTFPRpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICApt_BR
dc.subject.capesEngenharia Mecânicapt_BR
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