Um dos sistemas de engrenamento usado em cubos livres de bicicleta é composto por um par de engrenagens que, no movimento de roda livre, ocorre um contacto deslizante entre as extremidade dos dentes. Estas são comumente revestidas por crómio duro, que é obtido através de banhos de deposição que contêm susbtâncias tóxicas na sua composição, existindo assim a necessidade de troca deste revestimento por um que apresente um desempenho tribológico idêntico e um menor impacto ambiental. Deste modo, o presente estudo foca a análise no comportamento tribológico de pares de revestimentos níquel químico/níquel químico depositados sobre o aço 16MnCr5 cementado, como alternativa aos pares de revestimentos crómio duro/crómio duro (dente engrenagem/dente engrenagem). Pares de revestimentos crómio duro/crómio duro depositados sobre o aço 16MnCr5 cementado foram também ensaiados como referência. Os ensaios tribológicos foram realizados com os pares de materiais em contacto deslizante na configuração pino sobre disco. Procedeu-se ainda a realização de ensaios com os mesmo parâmetros usando o aço DIN 100Cr6 como contra corpo de forma a comparar a interação de ambos os revestimentos com este aço, que é tipicamente utilizado em ensaios tribológicos. Os ensaios foram realizados nos regimes a seco e lubrificado, com variação da carga aplicada e da velocidade de deslizamento, sendo determinados o coeficiente de atrito e taxa de desgaste específica. Antes dos ensaios de desgaste, foi realizado um estudo do tratamento térmico a aplicar ao níquel químico de modo a aumentar a sua dureza superficial, sem a alteração significativa do perfil de durezas do aço cementado. Verificou-se que após um tratamento térmico realizado a 350ºC, durante 1 hora com arrefecimento ao ar calmo, a dureza superficial do revestimento de níquel químico aumentava de 572 ± 90 HV0,01 (obtida após deposição) para 1119 ± 175 HV0,01, superior à determinada para o revestimento de crómio duro utilizado como referência de 864 ± 91 HV0,01. Os resultados dos ensaios de desgaste dos pares revestimento/revestimento, no regime a seco, demonstraram que o coeficiente de atrito para o revestimento de níquel é sempre inferior ao do verificado para o revestimento de crómio, em todas as condições, assim como a taxa de desgaste, à exceção da condição de 3 N e 25 cm/s. Em relação aos resultados para o par aço/revestimento no regime a seco, o revestimento de níquel apresentou, mais uma vez, valores inferiores de coeficiente de atrito em relação ao revestimento de crómio e a taxa de desgaste determinada no disco foi inferior apenas para uma velocidade de deslizamento de 25 cm/s. Nos ensaios realizados no regime lubrificado para os discos com revestimento de níquel, e em ambos os contra corpos usados, verificou-se uma grande variabilidade entre repetições, tanto para o coeficiente de atrito como para a taxa de desgaste específica, devido a falta de adesão do revestimento e falhas na lubrificação durante o ensaio. Conclui-se que o revestimento de níquel químico após um tratamento térmico realizado a 350ºC durante 1 hora demonstrou-se imprevisível em termos de adesão ao substrato durante os ensaios de desgaste realizados e com falhas no regime de lubrificação. Quando aplicado ao sistema ratchet poderá apresentar um comportamento que possa pôr em causa o bom funcionamento do mesmo.

This dissertation provides insights on the estimation of a labor income (wage) function considering the impacts of the Great Recession on American workers, with a special focus to the different paths from the three generations of individuals that were the majority on the labor market by 2006 – Boomers, Gen X, and Millennials – regarding the labor outcome of interest. By using a subset of data from the Panel Study of Income Dynamics, covering 7 waves from 2007 to 2019, and controlling for some sociodemographic characteristics and other variables traditionally seen in any standard Mincerian equation, it was in fact inconclusive whether the presence of self-selection due to the effect of attrition on estimates, common to these types of datasets, may pose a hazard for the consistency of the econometric methods. Anyhow, methods to tackle this issue were discussed and a two-step estimation using Inverse Probability Weighting (IPW) was also considered. Indeed, the results of the weighted (IPW) and the unweighted estimations on the unbalanced panel were not much different, and both models point out to a better path for individuals that were born within the range of the Millennials generation, with blacks and women being the unlucky cohorts.

Atualmente, assiste-se à constante e intensa tentativa das empresas para melhorar continuamente os seus processos produtivos, nos quais a manutenção é preponderante para a melhoria da fase produtiva. Esta manutenção passa pela lubrificação adequada dos transportadores de garrafas, uma vez que ela assegura a posição vertical das garrafas, ao longo de todas as etapas do processo produtivo, e aumenta o tempo de vida das passadeiras transportadoras. Uma vez consciente do acima exposto, o estágio realizado em colaboração com a empresa Mistolin S.A teve, como objetivo principal, o estudo e desenvolvimento de formulações de lubrificantes para os diferentes tipos de conjuntos passadeira/garrafa existentes nas indústrias alimentar e de bebidas. Foram formulados quatro lubrificantes, para os quais foi realizado um planeamento experimental a fim de se otimizar a composição de cada um dos seus componentes. Os quatro lubrificantes formulados são: à base de sabão (lubrificante (i)); de uma mistura de ácido carboxílico e amina (lubrificante (ii)); de uma mistura de silicone e glicerol (lubrificante (iii) e (iv)). Este último foi formulado de duas formas distintas: um, com uma composição total em peso de matérias-primas de 20% (lubrificante (iii)); o outro, com 80% em peso de matérias-primas (lubrificante (iv)). Os lubrificantes (i) e (ii) foram desenvolvidos para aplicação nas passadeiras dos transportadores, após diluição, e para o conjunto aço inox/vidro. Os lubrificantes (iii) e (iv) foram desenvolvidos para aplicação direta nas passadeiras dos transportadores e para os conjuntos acetal/PET, acetal/tetra pack e acetal/cartão. Para o desenho experimental definiu-se, como variáveis independentes, a viscosidade, densidade, pH, CQO, azoto total e coeficiente de atrito. Para o lubrificante (i) os valores de viscosidade situaram-se entre 5,00 e 26260,00 centipoises, densidade entre 0,990 e 1,100 g/ml, pH entre 11,00 e 12,50, CQO entre 153,000 e 204,000 g O2/L, azoto total entre 1,100 e 33,500 g N2/L e coeficiente de atrito entre 0,118 e 0,138. Para o lubrificante (ii) os valores de viscosidade situam-se entre 65,00 e 7880,00 centipoises, densidade entre 0,950 e 1,004 g/ml, pH entre 4,05 e 10,39, CQO entre 427,00 e 493,689 gO2/L, azoto total entre 3,178 e 16,003 g N2/L e coeficiente de atrito entre 0,135 e 0,161. Para o lubrificante (iii) os valores de viscosidade situaram-se entre 2,70 e 3,20 centipoises, densidade entre 0,999 e 1,034 g/ml, pH entre 4,05 e 5,72, CQO entre 150,262 e 202,322 g O2/L, coeficiente de atrito entre 0,098 e 0,115 e ângulo de contacto entre 56,20° e 71,40°. Para o lubrificante (iv) os valores de viscosidade situaram-se entre 9,51 e 36,28 centipoises, densidade entre 1,096 e 1,177 g/ml, pH entre 5,24 e 5,79, CQO entre 755,509 e 1049,396 g O2/L, coeficiente de atrito entre 0,093 e 0,103 e ângulo de contacto entre 53,80° e 73,90°. Das quatro formulações, apenas as misturas do lubrificante (i) se mantiveram estáveis durante os 81 dias de análise. O lubrificante (ii) não se apresentou estável, no entanto, os resultados apontam que a neutralização prévia da amina parece permitir obter misturas estáveis. Para o lubrificante (iv), obteve-se uma mistura cristalina e estável com uma composição em peso de silicone, glicerol e água de 29,99%, 50,02% e 20.00%, respetivamente. Por outro lado, para as misturas do lubrificante (iii) não se obteve nenhuma mistura estável, mesmo após a adição de cumeno para potenciar esse efeito. A falta de estabilidade de três dos lubrificantes formulados levou a que apenas para o lubrificante (i) se usasse o desenho experimental para otimizar a sua composição. Para estudar as respostas dos parâmetros físico-químicos face a variações na composição das substâncias ativas foram estabelecidos modelos, sendo que apenas foi possível estabelecer modelos satisfatório para 3 das propriedades das misturas do lubrificante estudado: viscosidade aparente, pH e concentração de azoto total (R2  1). Através destes modelos estabelecidos procedeu-se à otimização da composição do lubrificante (i), tendo em conta que, - {na < 100 cP ^ 11 < pH < 12,5 ^ [N2] < 32 g/L}, originando 3 soluções possíveis. A validação experimental foi feita para a mistura de composição em peso de 15,90% de oleato de potássio, 2,91% de monoetanolamina e 1,23% de MGDA. A viscosidade, densidade, pH, CQO, azoto total e coeficiente de atrito previstos pelo modelo e medidos para validação do modelo para esta mistura foram os seguintes: 40,80 e 89,80 centipoises; 0,997 e 1,016 g/ml; 12,40 e 11,44; 184,000 e 182,360 gO2/L; 10,600 e 2,430 gN2/L; 0,122 e 0,122, respetivamente. Conclui-se que o desenho experimental efetuado permitiu encontrar duas formulações de lubrificantes, uma à base de sabão e outra de silicone e glicerol, que se mostraram bastantes promissoras e poderão ser um ponto de partida para a Mistolin S.A encetar o desenvolvimento de novos lubrificantes para a indústria alimentar e de bebidas.

Understanding the biotribology involved between contact lenses and the eye, namely the friction between the eyelid and the surface of the contact lens during the blink movement, is a crucial factor in avoiding irritation, discomfort and other eye infections.The aim of the present dissertation is to investigate the tribological behavior of soft contact lenses under different contact conditions. Since there is no commercially available equipment, a tribometer has been developed for this purpose, which operates as a pendulum with vibration horizontal movement and can be considered a vibratory mass - spring - damper mechanical system. The friction assessment method is based on the evaluation of the free damping vibration movement, of the mass - spring system, induced by a mechanical impulse. The contact with the lenses acts as a supplementary dissipation of energy and the friction is determined by inverse analysis, compared to the analytical equation of movement.Thus, the main objectives of this dissertation were: to verify the principles and applicability of the experimental method in contact lenses under different contact conditions, to validate the results and to study the effect of aging of contact lenses in the friction.Four different commercial contact lenses were tested under lubrificated conditions, being the contact lubrificated with a buffered saline solution, the applied normal load was varied between 21 and 62 mN and the sliding velocities between 100 and 200 mm/s. The friction model, adjusted from the experimental results, includes a Coulomb part more a viscous component.In all cases, a good linearity of the results of the friction force was verified as a function of the normal force, so the first friction law can be applied to determine the value of the coefficient of friction. For the new contact lenses, coefficient of friction values were obtained between 0,0051 and 0,0275, the hydrogel lens presented the highest value in comparison with silicone-hydrogel and hypergel lens.The aging procedure of contact lenses was simulated by a cycling process considering that the main parameter influencing the material surface is the transition between the closed and open eye and the exposure to environmental aggressions, particularly ultraviolet radiation. The values of the coefficient of friction and modulus of elasticity before and after the aging process were compared and was verified the increase of both parameters for all contact lenses. The hydrogel lens was the least affected by aging and the silicone - hydrogel lens based on delefilcon A was the one that showed the least stability of properties.The experimental method was validated by comparing the results with obtained in an alternative linear motion tribometer. There was an equal behavior in hierarchical terms of the coefficient of friction. With this, it was concluded that the experimental method and the inverse analysis technique is an efficient and reliable method in characterizing the friction of materials such as contact lenses.

No âmbito deste trabalho foi realizada a caraterização mecânica e tribológica de compósitos de WC-Co e de WC-AISI 304.Numa primeira fase foram determinadas para os compósitos em estudo as propriedades mecânicas dureza, através do teste de dureza de Vickers com a carga HV30, e tenacidade à fratura através do teste de Palmqvist.Numa segunda fase, com o intuito de caracterizar o comportamento tribológico dos compósitos, foram efetuados ensaios de deslizamento unidirecional não lubrificado com recurso a um tribómetro pino e disco. Os compósitos de WC-Co e de WC-AISI 304 conjugados com dois contra corpos distintos, um de 100Cr6 e outro de Al2O3, formam os quatros sistemas tribológicos estudados. Tanto a carga aplicada como a velocidade de deslizamento foram mantidas constantes entre ensaios com o objetivo de minimizar o número de variáveis e a centrar o estudo nos materiais. A partir dos dados fornecidos pelo tribómetro e posterior tratamento foi possível caracterizar o atrito em forma de curva de atrito e coeficiente de atrito médio. Técnicas de perfilometria e de microscopia ótica permitiram a determinação dos volumes de desgaste do disco e do contra corpo, respetivamente, e a partir destes volumes aferir os correspondentes coeficientes de desgaste.Com base nos resultados obtidos verifica-se que os sistemas que fazem uso do compósito de WC-Co evidenciam menores coeficientes de desgaste comparativamente aos que fazem uso de WC-AISI 304. Verificou-se também que o coeficiente de atrito médio, assim como o coeficiente de desgaste, variam consoante o par tribológico utilizado. Observou-se que o volume de desgaste segue uma tendência de proporcionalidade direta em função da severidade. Adicionalmente foram estabelecidas correlações entre propriedades tribológicas e propriedades mecânicas.

O objetivo deste trabalho é a otimização do tempo de ciclo de um transelevador presente num armazém automático de modo a diminuir o tempo viagem.Serão apenas dinamizadas a aceleração e desaceleração do transelevador, tendo em conta diferentes patamares de carga e de altura. Esta dinamização tem em vista uma redução do tempo de ciclo quando comparado com o tempo ciclo atual obtido através de uma aceleração e desaceleração fixas e quando comparado com o tempo de ciclo obtido pelo método utilizado nos dias de hoje.Para efetuar esta alteração será analisada a estabilidade da estrutura, recorrendo aos esforços aplicados na estrutura através do peso próprio da cada constituinte e das forças de inércia resultantes da aceleração e desaceleração.Será ainda analisado o ponto crítico de aceleração que leva ao escorregamento das rodas motrizes no carril e onde serão tidos em conta os limites de aceleração e de binário de arranque do próprio conjunto de acionamento. Será, no entanto, necessário proceder a uma otimização de maneira a atingir o melhor compromisso entre a aceleração permitida pelo motor e a aceleração permitida pelo fator de atrito dado que, para uma maior aceleração permitida pelo acionamento, é necessário disponibilizar um maior binário de arranque. Este aumento de binário resulta numa maior força aplicada nas rodas o que leva a um mais fácil escorregamento, logo menor aceleração permissível pelo fator de atrito.Após explorado o acionamento instalado, será feita uma otimização livre de limitações por parte do acionamento com vista a encontrar um acionamento ótimo para esta estrutura. Esta otimização fará com que o fator limitante passe a ser dependente unicamente da estrutura, seja este devido ao fator de atrito seja devido à estabilidade.Por último será resumido como implementar esta nova aceleração e desaceleração bem como o que será necessário mudar para a mesma.

Sliding wear of various tungsten carbides is not widely scrutinized, or a mathematical model isn´t known to quantify the wear volume as a function of severity. In addition to the above, the behavior of the friction coefficient is also unknown, or how it evolves, once again, according to severity. In short, the scientific and industrial community is not aware of the influence of the variation of the binding phase on the tribological behavior of WC-based hard metals. This study will focus on non-lubricated sliding wear.The objective of this dissertation is to understand the effect of the variation of the constitution of the binder phase on the tribological properties of WC cemented carbides, as well as to establish a relationship between these and the mechanical properties of WC composites, such as fracture toughness and the hardness.In order to study the influence of the composition of the binding phase, tribological tests were carried out with the aid of a tribometer. This equipment, in addition to performing the intended wear tests, provides key experimental data for understanding the evolution of friction in each test, as well as allowing the calculation of the corresponding average friction coefficient. To create a mathematical model that characterizes wear according to severity, it is necessary to determinate the volume of the wear tracks. The determination of this volume of worn material was carried out with the aid of the Mitutoyo SJ-500 profilometer, followed subsequently by treatment of the generated data, using numerical integration. Then, the specific wear rate was determined, both for the wear tracks and for the counterbody. Finally, the wear surfaces were analyzed using scanning electron microscopy.Through the analysis of the results obtained, and excluding a certain initial running-in effect, it appears that the friction coefficient is independent of the sliding distance, but it depends on the normal load applied to the contact. This does not present any correlation with the volume of material, but the severity plays a predominant role, since, through the results obtained it is possible to conclude that the greater the severity, the greater the depth of the wear tracks. Consequently, this increase in the depth of the wear tracks leads to a greater volume of worn material in the samples.

This thesis is focused on the performance and durability of the caliper braking system that equips road cycling competition bikes, specifically on the contact stage. Test results regarding this materials are not published, therefore theory was based on friction fundamental books and experimentation was adapted from aluminum rims testing. A pin-on-disc automated test was setup measuring friction force and wear volume. The results for friction, wear and surface morphology observation allowed to reach conclusions about wear mechanisms involved. The domain of validity of Archard´s uniform law was identified and it was possible to characterize wearing-in phenomenon.

Introdução: O fretting é um fenómeno de desgaste que atinge qualquer componente mecânico, quando as suas superfícies são sujeitas a deslocamentos relativos de pequena amplitude. Este trabalho visa a investigação deste comportamento mecânico no caso concreto dos implantes dentários, por meio de ensaios experimentais. A ciência dos implantes massificou-se com uma taxa de sucesso elevada, mas ainda com um grande desconhecimento no que toca aos fenómenos de tribologia a eles associados. O objectivo deste estudo é de aprofundar o conhecimento das condições de trabalho dos implantes, com uma escolha mais informada dos pares de materiais, contribuindo deste modo para uma vertente mais humana da Engenharia. Métodos: como primeiro passo, procedeu-se à caracterização dos materiais por Microdureza assim como por Rugosimetria de palpação. Posteriormente foram conduzidos ensaios num tribómetro com os 2 pares de materiais mais comuns nestas aplicações: Titânio Grade 5 - Titânio CP 4; Titânio CP 4 - Dióxido de zircónio estabilizado com ítria. Para representar o acto mastigatório, foi adoptada esquema geometria de contacto plano – esfera. As marcas foram posteriormente analisadas por: Microscopia óptica, Perfilometria por laser e Microscopia electrónica de varrimento (SEM). Com base nessas medições, obteve-se o valor dos diâmetros das marcas, assim como os perfis transversais de desgaste, que permitiram estabelecer um critério decisivo para a escolha do melhor par de materiais. Resultados: muito embora a ordem de grandeza das propriedades a medir seja diminuta, é possível obter resultados consistentes. Com a comparação dos valores obtidos foi possível avaliar com mais precisão o comportamento dos materiais aplicados nos implantes, tanto a seco como com saliva. Conclusões: neste trabalho é realizada uma análise exaustiva do comportamento dos dois pares de materiais referidos, contribuindo para um melhor entendimento do fretting em implantes dentários.Introduction: Fretting is a wear phenomenon that occurs in all mechanical components, when their surfaces are subjected to small scale displacements. This work aims to investigate fretting of the dental implants, through experimental testing. The implant science has reached a widespread application with a high rate of success, but still without a deep comprehension of the associated tribology phenomenon. The main goal of the present essay is to develop the knowledge of the implant’s service conditions, with an enlightened choice of the intervening materials, in order to contribute to a more human side of Engineering. Methods: to begin, the materials under study were characterized by Micro hardness as well as direct contact roughness. Afterwards the tests were conducted in a tribometer with the two most common implant materials: Titanium Grade 5 – Titanium CP 4; Titanium CP 4 – Yttrium balanced Zirconium. To represent the chewing process, we chose the flat-on-ball contact geometry. The wear scars were later analyzed by Optical Microscopy, Laser profilometry and Scanning Electron Microscopy. These measurements allow to obtain the scars diameters also as the transversal wear profiles which will be the main criteria for selecting the best material. Results: although the properties magnitude to measure is minimum, it is possible to get consistent results. With the obtained values comparison is possible to evaluate with more precision the implant material behavior, in dry conditions as well under artificial saliva. Conclusions: In this work a thorough analysis of the material behavior was preformed, leading to a better understanding of fretting on dental implants.