Friction properties of bio-mimetic nano-fibrillar arrays

Nano-fibrillar arrays are fabricated using polystyrene materials. The average diameter of each fiber is about 300 nm. Experiments show that such a fibrillar surface possesses a relatively hydrophobic feature with a water contact angle of 142 degrees. Nanoscale friction properties are mainly focused on. It is found that the friction force of polystyrene nano-fibrillar surfaces is obviously enhanced in contrast to polystyrene smooth surfaces. The apparent coefficient of friction increases with the applied load, but is independent of the scanning speed. An interesting observation is that the friction force increases almost linearly with the real contact area, which abides by the fundamental Bowden-Tabor law of nano-scale friction.

Relating thermodynamics to information theory : the equality of free energy and mutual information

In this thesis we uncover a new relation which links thermodynamics and information theory. We consider time as a channel and the detailed state of a physical system as a message. As the system evolves with time, ever present noise insures that the "message" is corrupted. Thermodynamic free energy measures the approach of the system toward equilibrium. Information theoretical mutual information measures the loss of memory of initial state. We regard the free energy and the mutual information as operators which map probability distributions over state space to real numbers. In the limit of long times, we show how the free energy operator and the mutual information operator asymptotically attain a very simple relationship to one another. This relationship is founded on the common appearance of entropy in the two operators and on an identity between internal energy and conditional entropy. The use of conditional entropy is what distinguishes our approach from previous efforts to relate thermodynamics and information theory.

Análisis del proceso de friction drilling. Viabilidad de la unión de materiales disimilares en uniones atornilladas sin tuerca, compatibilidad de la unión

[ES]En este trabajo se expone un estudio experimental del proceso de taladrado por fricción, más conocido como Friction Drilling y posterior roscado por laminación, en uniones de chapas de acero y aluminio, muy utilizadas en multitud de sectores, que se caracteriza por la ausencia de tuercas. La base de esta técnica es el calor producido por el rozamiento al entrar en contacto la herramienta rotativa con el material, causando el reblandecimiento del material, la fluencia y la deformación de éste. De este modo, se generará una copa cónica, que se roscará por laminación. En este trabajo se va a estudiar la viabilidad del proceso experimentalmente, obteniendo variables de entrada del proceso óptimas que generen una unión de calidad, atendiendo a diferentes aspectos. Sin embargo, se centra sobre todo en analizar la calidad de la unión en lo que se refiere a la compatibilidad de los materiales. Se estudiará la corrosión galvánica por una parte entre acero y aluminio y, por otra parte, entre acero, aluminio y el material del tornillo. Una vez concluido el trabajo, se espera obtener un proceso de unión de materiales disímiles sin tuerca, ofreciendo una mayor calidad que los procesos implementados actualmente.

Análisis del proceso de Friction Drilling: Análisis de la calidad de la junta atornillada

[ES]En el presente trabajo, se pretende optimizar la unión atornillada de chapas de dos materiales disimilares (acero y aluminio) mediante un proceso no convencional, el taladrado por fricción. Dicho proceso está orientado a la calderería fina, sector en el cual tiene gran número de aplicaciones. Se comenzará con una serie de ensayos iníciales y se procederá a realizar pruebas sistemáticas. Se realizarán mediciones de temperaturas, momentos torsores y fuerzas, y se analizaran las tolerancias dimensionales generadas por el proceso para la elección de los parámetros óptimos. El documento se centrará en analizar de forma teórica el comportamiento mecánico de la unión y de los ensayos de tracción correspondientes. Esto servirá para realizar los futuros ensayos de calidad y posteriormente comparar los resultados con los de las uniones convencionales.