Divulgación Disco de freno.

[JCB]

Hola a todos.



Supongamos una rueda de un coche dotado de un sistema de frenos de disco. El pistón (o los pistones), empujan a las pastillas (sin movimiento angular) hasta provocar el contacto de estas con el disco (con movimiento angular). Digamos que el pistón aplica una fuerza “N” entre pastilla y disco. Debido a ese contacto se produce una fuerza de rozamiento F=μN, siendo μ el coeficiente de rozamiento dinámico entre la pastilla y el disco. Mi pregunta es: suponiendo que la pastilla es un trapecio circular, ¿ cuál es el punto de aplicación de esa fuerza F ?. Intuitivamente, por simetría, parece que el punto de aplicación debería estar sobre el eje “x”, ¿ pero a qué distancia del centro del disco ?.

PD: ¿ el punto de aplicación debería de coincidir con el cdm (centro de masas) del trapecio circular ?.

[Richard R Richard]

Re: Disco de freno.

El pistón (o los pistones), empujan a las pastillas (sin movimiento angular) hasta provocar el contacto de estas con el disco (con movimiento angular).

El pistón (o los pistones), empujan a las pastillas (sin movimiento angular) hasta provocar el contacto de estas con el disco (con movimiento circular)

Digamos que el pistón aplica una fuerza “N” entre pastilla y disco.

En realidad el piston empuja hacia un lado la pastilla, la reaccion de esta fuerza se aplica en el calliper(mordaza), y este aplica la misma fuerza a la otra pastilla ubicada del lado contrario del disco...

Debido a ese contacto se produce una fuerza de rozamiento F=μN, siendo μ el coeficiente de rozamiento dinámico entre la pastilla y el disco.

Por eso si el piston aplica una fuerza $F_p$ cada lado del disco es solicitado por fuerzas de magnitud $N=F_p$ por lo que el rozamiento en ambos lados crea $F=2(\mu F_p)=2\mu F_p$

Mi pregunta es: suponiendo que la pastilla es un trapecio circular, ¿ cuál es el punto de aplicación de esa fuerza F ?. Intuitivamente, por simetría, parece que el punto de aplicación debería estar sobre el eje “x”

Correcto, en un diseño simétrico esta en el centro de la cara.

¿ pero a qué distancia del centro del disco ?.

La ubicación es el radio medio, dependiendo de la geometría, estará en $R_m=\dfrac{R_{ext}-R_{int}}{2}$ que no significa que la energía disipada desde ese punto al centro o hacia fuera sean iguales, la fuerza es presión de la pastilla por su área, por lo que donde tenga mayor longitud de arco disipa mayor potencia, osea lo hace mas en la periferia que en el centro,

PD: ¿ el punto de aplicación debería de coincidir con el cdm (centro de masas) del trapecio circular ?.

No en el centro de masas, sino en el baricentro de la superficie de apoyo de la pastilla.

Se integra el aporte de los diferenciales de área de la superficie de la pastilla y el radio medio se calcula como $R_M=\dfrac{\dst\int_S r f(r)\dd S}{F_p}$



la figur de la izquierda tiene el radio medio en $R_m=\dfrac{R_{ext}-R_{int}}{2}$ pero la segunda lo tiene mas hacia el radio exterior....