CERCETĂRI PRIVIND REDUCEREA FRECARII IN MICROSISTEME MECATRONICE

PCE_2007-2010_ID_607_OLARU_DUMITRU – ANEXA 3 1

ANEXA 3

CERCETĂRI PRIVIND REDUCEREA FRECARII IN MICROSISTEME MECATRONICE

10. Prezentarea proiectului in limba romana

10.1. Importanta si relevanta continutului stiintific Prezentarea creaza referentialul cercetarii; va demonstra gradul de informare documentare al directorului de proiect

ARGUMENT Mecatronica, ca ştiinţă a sistemelor integrate mecanice-electronice- informatice este rezultatul dezvoltării tehnologice a ultimilor decenii şi este cunoscută astăzi ca Stiinţa Maşinilor Inteligente. Practic, toate produsele de high-tech realizate astazi sunt produse mecatronice: automobilele moderne, roboţii industriali, roboţii păşitori, microroboţii utilizaţi în industria militară, nanoroboţii utilizaţi în investigaţii medicale, calculatoare, imprimante, echipamente birotice, echipamente de investicaţii medicale, sisteme de protezare şi organe artificiale, sisteme de înregistrare audio, video, etc. Dezvoltarea fără precedent din ultimile decenii s-a făcut şi ca urmare a extinderii tribologiei în domeniul microsistemelor mecanice iar în prezent se fac eforturi pentru extinderea tribologiei în domeniul nanosistemelor. In multe cazuri, în aceste domenii, cercetătorii sunt ocupaţi mai mult cu aspectele spectaculoase privind tehnologiile de fabricaţie a microsistemelor şi lasă pe planul secund problemele de tribologie, în majoritatea cazurilor din lipsă de informaţii în domeniul micro- şi nanotribologiei. Este de remarcat faptul că, procesele tribologice în micro- şi nano-sisteme sunt, de cele mai multe ori, cu totul diferite faţă de procesele tribologice din macrosisteme. Astfel, în microsisteme, interacţiunile lucrează sub sarcini foarte mici, (de la miligrame la grame) şi sunt lubrificate, în general, cu straturi moleculare de lubrifiant, în care au loc complicate procese de interfaţă. Ca rezultat, frecarea şi uzarea se manifestă la nivel de scară micro- sau nanometrică şi sunt puternic dependente de interacţiunile de suprafaţă.

IMPORTANTA SI RELEVANTA CONTINUTULUI STIINTIFIC AL TEMEI O categorie importanta a microsistemelor o constituie MEMS- urile (Micro Electromechanical Systems) cu o mare aplicabilitate in structurile mecatronice din industria automobilului, instrumentarul medical, informatica, tehnica aerospatiala, robotica: microsisteme de tip actuatori, micro pompe, micro motoare, micro transmisii cu roti dintate, micro grippere, sisteme de deplasare pentru micro roboti, micro senzori etc. O clasificare a acestor microsisteme făcută de firma SANDIA National Laboratory ( SUA) pune în evidență existența a 4 clase de MEMS-uri:

MEMS – clasa I Cu elemente fixe

MEMS – clasa a II-a Cu elemente mobile dar fără alunecare sau contact

MEMS- clasa a III-a Cu elemente mobile şi cu contacte între elemente în care se pot dezvolta fenomene de aderenţă (stiction)

MEMS – clasa a IV-a Cu elemente mobile, cu mişcare relativă între suprafeţe şi cu contacte, cu dezvoltarea fenomenelor de frecare şi de aderenţă

Multe din aceste microsisteme au dimensiuni cu ordinul de marime de aprox. 10-4 – 10-6 m. Scaderea dimensiunilor elementelor de la milimetri la microni inseamna o reducere a suprafetelor cu un factor de 106 si a maselor cu un factor de 109. In acest context, pentru microsistemele din clasa a IV-a, fortele de frecare care sunt direct proportionale cu suprafetele in contact devin cu trei ordine de marime mai mari decat fortele de inertie, care sunt proportionale cu masa. In consecinta, microelementele sunt supuse dominant fortelor de suprafata, frecarea fiind un factor decisiv in functionarea acestor microsisteme.

Frecarea se manifestă la nivel de scară micro- sau nanometrică şi este puternic dependenta de interacţiunile de suprafaţă. In microsisteme, prezenta fortelor de adeziune, a fortelor electrostatice si in special a fortelor de capilaritate cauzate de moleculele de apa ce condenseaza pe suprafete implica cresteri importante ale pierderilor prin frecare in miscarea de alunecare, de multe ori aceste forte de frecare putand bloca functionarea microsistemelor. Realizarea de microsisteme mecatronice (microsenzori, micromotoare, microactuatori, microghidaje, microroboti etc)


cunoaste o dinamica fara precedent in momentul de fata, cu perspective de a revolutiona tehnologiile actuale. Proiectarea si realizarea acestor microsisteme nu este posibila astazi fara cunoasterea proceselor de frecare la nivelul micro suprafetelor aflate in miscare relativa, in contextul in care legile clasice ale frecarii la scara macro nu mai sunt valabile la scara micro si nanometrica. Reducerea frecarii in microsisteme are efecte benefice, cel putin pe urmatoarele directii:

- consum cat mai mic de energie si implicit utilizarea unor microsurse autonome de energie cu dimensiuni cat mai mici (microbaterii);

- evitarea blocajelor la nivelul micro interactiunilor si asigurarea unei fiabilitati ridicate microsistemelor mecatronice;

- reducerea fenomenelor de stick – slip (alunecare sacadata) cu cresterea preciziei de lucru a microsistemelor.

Cercetarea proceselor de frecare in intimitatea lor, adica la scara micro si nano este o cercetare fundamentala, cu abordari matematice, fizico-chimice, mecanice etc, capabila sa ofere solutii care sa favorizeze progres tehnologic atat in domeniul microsistemelor mecatronice cat si in alte domenii ale ingineriei mecanice si mecatronicii.

STADIUL ACTUAL AL CUNOASTERII IN ARIA IN CARE SE INCADREAZA TEMA Pe plan mondial, cercetarile vizand procesele de frecare la scara micro si nano cunosc o dezvoltare fara precedent, cu abordarea, in esenta, a urmatoarelor directii: 1. Studierea modului in care apa ce se afla in atmosfera si care condenseaza pe microsuprafete in straturi de ordinul de marime a catorva randuri de molecule (grosimi de ordinul nanometrilor) influenteaza frecarea dintre microsuprafete prin efect de capilaritate. In funcţie de natura suprafeţele elementelor în contact , hidrofile – capabile să absoarbă apa din atmosferă sau hidrofobe – cu capacitate redusă de a absorbi apa din atmosferă, straturile de apă depuse variază de la zeci de nanometri grosime până la câteva rânduri de molecule de apă ( un strat de molecule de apă are aprox. 0,25 nanometri [2], [3], [4-6]. Masurători făcute de Opiz [2] pe suprafeţele unui microtribosistem de alunecare de tip sferă/plan, confecţionat din siliciu Si(100) au pus în evidenţă influenţa presiunii aerului, a temperaturii si a umidităţii asupra straturilor de apă depuse din atmosferă pe suprafeţe hidrofile şi hidrofobe. In condiţii de presiune normală atmosferică, pe suprafeţele hidrofile se depun cel puţin 10 rânduri de molecule de apă (ajungând şi la 50 de straturi de molecule sau chiar mai mult) în timp ce pe suprafeţele hidrofobe se depune doar unul sau două straturi de molecule de apă, fig. 1-a.

a b c

Fig. 1-a,-b,-c Prezenţa straturilor de molecule de apă influenţează puternic frecarea la scară micro şi nanometrică rezultand valori ale coeficientului de frecare cu mult peste 1 (µ = 5-10). Valorile mari ale coeficientilor de frecare se explică prin dominanţa efectelor capilare, atunci când pe suprafeţe există depuse mai multe rânduri de molecule de apă, fig.1-b. In fig. 1-c se prezintă existenţa a trei zone distincte de frecare în microtribosisteme, atunci când presiunea scade de la valoarea normală la valoarea de 10-10 bar. Astfel, la grosimi de câteva straturi de molecule de apă ( peste 0,7 nm) dominante sunt forţele capilare. Pentru grosimi mai mici de 2-3 rânduri de molecule de apă (sub 0,7 nm) frecarea este dominată de efectele de vâscozitate iar pentru presiuni sub 10-10 bar, frecarea este practic uscată, de tip solid-solid. Temperatura si umiditatea atmosferica influenteaza puternic frecarea pe microsuprafete ca urmare a efectului de capilaritate dat de apa condensata, fig. 2-a:


a b

Fig. 2-a, -b La temperaturi de până la 20 – 25 de grade, umiditatea din atmosferă influenţează puternic frecarea în micro si nanotribosisteme atunci când depăşeşte (30-35)%. Se pot observa creşteri de 5-6 ori ale forţelor de frecare . La temperaturi mai mari de 400C, creşterea umidităţii aerului influenţează în mică măsură creşterea frecării în micro si nanotribosisteme. La suprafeţele hidrofobe temperatura şi umiditatea influenţează nesemnificativ frecarea în micro şi nanotribosisteme. O prezentare schematică a evoluţiei forţei de frecare în funcţie de distanţa dintre suprafeţe (măsurată în unităţi atomice) este făcută în fig.2-b. La straturi groase de apă aderată pe suprafeţe frecarea este mare şi este dictată de efectele capilare. Reducerea straturilor de molecule de apă aderente la suprafeţele în contact are ca efect reducerea forţelor de frecare până la o valoare minimă corespunzătoare unor straturi limită de câte 2 rânduri de molecule pe fiecare suprafaţă.. Reducerea în continuare a straturilor de molecule de apă duce la creşterea frecării şi trecerea în zona frecării uscate. 2. Elaborarea de modele complexe privind adeziunea moleculara intre doua micro suprafete. Două elemente aflate în contact direct se atrag reciproc, contactul fiind o stare de energie minimă. Pentru desfacerea contactului este necesară o forţă numită forţă de adeziune. Forţele de adeziune pot fi pe direcţie normală la suprafeţele aflate în contact atunci când suprafeţele se îndepărtează sau pot fi pe direcţie tangenţială atunci când suprafeţele sunt în mişcare de alunecare. La nivelul microsistemelor, adeziunea pe directie tangentiala genereaza fenomenul de stick – slip, fenomen foarte des intalnit in microsisteme. Adeziunea pe directie normala conduce la dezvoltarea unei forte de aderenta care influenteaza frecarea dintre microsuprafete. In ultimii ani s-au elaborat o serie de modele de aderenta, modele bazate pe contactul de tip bilă pe suprafaţă plană. Astfel, plecand de la modelul elastic a lui Hertz pentru un contact de tip sfera/plan, s-au elaborat modelele tip Johnson–Kendall–Roberts (JKR), Derjaguin–Muller–Toporov (DMT), Maugis–Dugdale (MD), [7-9] cu ajutorul carora se poate estima forta de adeziune in cazul microcontactelor de tip sfera-plan. In fig. 3-a este prezentat un dispozitiv utilizat de Scherge [5] pentru determinarea fortelor de adeziune la un contact de tip microsfera de siliciu pe placuta de siliciu, iar in fig. 3-b sunt prezentate valorile obtinute, in concordanta cu modelul JKR.

a b

Fig. 3-a,-b 3. Cercetari privind reducerea frecarii prin inlocuirea miscarii de alunecare cu miscarea de rostogolire la nivelul unor microsisteme Miscarea de alunecare la scara micro se caracterizeaza prin coeficienti mari de frecare ( 1-5 sau chiar mai mult) ca urmare a proceselor de microcapilaritate si de aderenta precum si prin fenomene de stick – slip. Exista cercetari privind inlocuirea miscarii de alunecare cu miscarea de rostogolire la nivelul unor micro motoare liniare. Cercetarile sunt la inceput si exista deja unele micromotoare liniare cu rezemare pe microbile din otel [10-12]. In fig. 4-a se prezinta micro sistemul de deplasare liniara, cu bile de 0,285 mm in diametru construit si testat de Modafe s.a de la Maryland University (SUA). In fig. 4-b sunt date valori experimentale ale coeficientului de frecare in sistem pentru cazul in care bilele nu sunt in contact direct ( valori de 0,007 – 0,012 ) iar in fig. 4-c sunt date valori ale coeficientului de frecare global din sistem (0,2 – 0,5) atunci cand bilele se ating intre ele (intervin forte suplimentare de frecare).


a b c

Fig.4 –a, -b, -c 4. Cercetari privind frecarea si aderenta in microsistemele biologice – sursa de inspiratie pentru microsistemele mecatronice Sistemele microtribologice specifice structurilor biologice sunt sisteme optimizate, de o mare diversitate si pot oferi importante informatii pentru diversele microsisteme mecatronice. In contextul dezvoltarii actuatorilor din mecatronica, sistemele de frictiune – antifrictiune utilizate de insecte ofera un camp larg de aplicatii in care procesele de frecare si de adeziune sunt dominante. Cercetarile sunt focalizate pe diverse sisteme biologice din care, in contextul temei propuse, prezinta importanta sistemele de frictiune – antifrictiune specifice insectelor pentru fixare si deplasare. Sunt de remarcat in acest sent cercetarile efectuate in ultimii ani de Scherge, Gorb s.a de la Institutul de Fizica al Universitatii Tehnice din Ilmenau, Germania [13-15]. Insectele utilizeaza o larga varietate de dispozitive pentru fixarea si desprinderea rapida pe diverse tipuri de suprafete. Sunt de remarcat prezenta a doua tipuri de baza de sisteme de fixare, fig. 5: sisteme de fixare cu firisoare de par ( hairy) si sisteme de fixare formate din structura moale de tip burete (smooth).

Fig. 5 Sisteme de fixare de tip “hairy” si de tip “smooth” Aceste sisteme de fixare sunt localizate in diverse zone de pe piciorele insectelor si pot fi combinate asa cum se poate vedea in fig. 6-a. Utilizand tehnica AFM, fig.6-b, Scherge s.a. au determinat valori ale fortelor de frecare la nivelul picioruselor de la Tettigonia Viridissima [15].

a b

Fig. 6 –a, -b In fig. 7-a este prezentata variatia fortei de frecare in timp iar in fig.7-b este prezentata variatia fortei de frecare in functie de forta de apasare, din care rezulta un coeficient de frecare ( de aderenta) cu valori de 0,06 – 0,08.

a b

Fig. 7-a, -b Determinari experimentale ale fortelor de frecare in sistemele de fixare la insecte COMENTARII: Astazi echipamentele mecatronice includ o serie de sisteme microelectromecanice, MEMS-uri, mai mici de 100 micrometri si fabricate cu tehnologiile specifice circuitelor integrate. Intră în această categorie: microsensori, microactuatori, micromotoare, micropompe, microtrenuri cu roţi dinţate, micromanipulatoare etc. Dimensiunile elementelor in miscare relativa la aceste micro sisteme sunt de ordinul de mărime 10-9 - 10-3 m, masele elementelor sunt de ordinul 10-6 – 10-3 grame iar forţele sunt de ordinul a 10-6 – 10-3 N. Procesele tribologice în micro- şi nano-sisteme sunt, de cele mai multe ori, cu totul diferite faţă de procesele tribologice din macrosisteme. Devin foarte importante fortele de


interactiune la scara atomica precum: i)Forte de adeziune care pot dezvolta forte de atractie de 200 - 300μN sau mai mult; ii).Forţe capilare. Apa din atmosferă condensează pe suprafeţele elementelor în contact în straturi de grosime de până la zeci de nanometri, iar suprafeţele ajunse în contact sunt atrase de presiunea Laplace cauzată de efectul de capilaritate. iii) Forţe moleculare sau forţele de tip van der Waals se dezvoltă la distanţe dintre suprafeţe mai mici de 10 nm; iv) Forţe electrostatice sunt rezultatul incarcarii cu sarcini electrice a elementelor in contact si sunt aprox. cu 2 ordine de marime mai mici decat fortele capilare. • Frecarea se manifestă la nivel de scară micro- sau nanometrică şi este puternic dependenta de interacţiunile de

suprafaţă. Prezenta fortelor de adeziune in microtribosisteme si in special a fortelor de capilaritate conduce la cresteri importante ale pierderilor prin frecare in miscarea de alunecare, de multe ori aceste forte de frecare putand bloca microsistemul.

• Coeficientul de frecare in miscarea de alunecare poate ajunge in microsisteme la valori de 5 – 10 sau chiar mai mult. Cercetari experimentale efectuate au permis masurarea coeficientului de frecare de rostogolire la nivelul unor microsisteme liniare de ghidare cu bile din otel cu diametrul de 0,285 mm, rezultand valori cuprinse intre 0,012 si 0,6. La nivelul MEMS-urilor se incearca inlocuirea miscarii de alunecare cu cea de rostogolire.

• Sistemele de frictiune – antifrictiune utilizate de insecte ofera un camp larg de inspiratie pentru microactuatori mecatronici unde fortele de frecarea si de adeziunea sunt dominante.

Referinte bibliografice ( selectie) [1] IMT- Strategia de cercetare-dezvoltare in domeniile materiale noi, micro si nanotehnologii, in perspectiva integrarii in spatiul de cercetare european, Bucuresti, 2004

[2] Opiz,A.,Ahmed,S.,Schaefer,J.A. and Scherge,M., 2002, Friction of the thin water fils: a nanotribological study, Surface Science vol.504, pp.199-207. [3] Hild W, Schaefer J.A. and Scherge M., 2002, Microhydrodynamical studies of hydrophilic and hydrophobic surfaces, Proc. of 13 th International Colloquium Tribology, T.A.Esslingen, January 13 –15, 2002. [4] Scherge, M., Li, X. and Schaefer, A.,1999, The effect of water on friction of MEMS, Tribology Letters, No.6, vol. 3-4, pp.215-220. [5] Scherge, M., 2001, Scale Dependence of Friction, Proc. of 2th World Tribology Congress, Vienna, paper No:489. [6] Scherge, M. and Schaefer,A., 2000, Macro and Microtribology- Similar Results, Diferent Origins?, Trans. of 12 th International Colloquium on Tribology,T.A.Esslingen, January 11-13, 2000. [7]. Schwarz U.D., A generalized analytical model for the elastic deformation of an adhesive contact between a sphere and a flat surface. Journal of Colloid and Interface Science 261 (2003) 99–106 [8]. Takeuchi M., Adhesion forces of charged particles. Chemical Engineering Science 61 (2006) 2279 – 2289 [9]. Sr idhar I . , S ivashanker S., On the adhesion mechanics of multi-layer elastic systems.Surface and Coatings Technology 167 (2003) 181–187 [10] L in T.W.,Modafe A., Shapi ro B. and Ghodssi R., 2004, Characterization of Dynamic Friction in MEMS – Based Microball Bearings, IEE Transaction of Instrumentation and Measurement, vol.53, N0.3, June 2004, pp.839-845. [11] A. Modafe, N. Ghalichechian, A. Frey, J. H. Lang, and R. Ghodssi, "Microball-Bearing-Supported Electrostatic Micromachines with Polymer Dielectric Films for Electromechanical Power Conversion," Journal of Micromechanics and Microengineering (JMM), vol. 16, pp.S182-S190, September 2006. [12] Nima Ghalichechian a, Alireza Modafea, Jeffrey H Langb, Reza Ghodssi, Dynamic characterization of a linear electrostatic micromotor supported on microball bearings, Sensors and Actuators A 136 (2007) 496–503, [13] Scherge,M. and Gorb, S., 2001, Biological Micro- and Nano- tribology. Nature’s Solution, Springer, Berlin. [14] S. Gorb and M. Scherge: Biological microtribology: anisotropy in frictional forces of orthopteran attachment pads refl ects the ultrastructure of a highly deformable material, Proc. R. Soc. Lond. B (2000) 267, 1239-1244 [15] S. Gorb and M. Scherge: Friction – Active Systems of Insect Attachment Pads, Proc. of Int. Colloquium on Tribology, Esslingen, 2002. [15] Bhushan B., 1999, Handbook of Micro/Nano Tribology, Ed.2, CRC Press, [16] Stephen M. Hsu, Z. Charles Ying, Nanotribology, 2004 Kluwer Academic Publishers. [17] CSM Instruments Application Bulletin, No. 20 October 2003 (www.csm-instruments.com) [18]. But t H.J., Cappel la B., Kappl M. , Force measurements with the atomic force microscope: Technique, interpretation and applications. Surface Science Reports 59 (2005) 1–152.

CONTRIBUTIILE ANTERIOARE (ULTIMII 5 ANI) ALE ECHIPEI DE CERCETARE IN ARIILE TEMATICE CONVERGENTE TEMEI PROPUSE SI POZITIONAREA ACESTOR CONTRIBUTII FATA

DE STADIUL ACTUAL AL CUNOASTERII

1. Elaborarea unor modele originale pentru studiul pierderilor prin frecare in sisteme de ghidare liniare cu rostogolire utilizate in structurile mecatronice. Modelele se refera la sisteme de ghidare cu bile, cu contact in doua si patru puncte. Modelele elaborate permit evaluarea fortelor de frecare si a coeficientului global de frecare in functie de conditiile de lucru (sarcina, viteza, lubrifiant, temperatura) si de geometria contactului bilelor cu caile de rulare (conformitate, unghi de contact, rugozitate). Modelele au fost elaborate in cadrul grantului CNCSIS TIP A cod 282/2001; 403/2002; 326/2003, cu tema: “Cercetări privind fiabilitatea sistemelor de ghidare liniare cu rostogolire, in corelaţie cu procesele tribologice si precizia de funcţionare” precum si a colaborarilor internationale cu: HTW des Saarlandes – Germania in cadrul unei burse DAAD in anul 2001 a directorului de grant si cu firma INA Homburg Germania, in perioada 2001 – 2003. Rezultatele acestor cercetari au fost publicate in reviste internationale (B), reviste recunoscute CNCSIS (C) la conferinte internationale (F) si nationale (G). In fig. 8 sunt exemplificate unele rezultate privind variatii ale coeficientului de frecare in functie de conformitate (f= 0,51 – 0,55), de viteza si de raportul sarcina dinamica de baza/incarcare (P/C).


Fig. 8 Titluri reprezentative de lucrari: [19]. Olaru,D.N., Lorenz, P., Rudy, D., Friction in the Circular – Arc Grooves Linear Rolling Guidance System, Tribologie und Schmierungstechnik, No.2, (2004), pp. 8–12. [20]. Olaru, D.N.,Lorenz, P., Rudy, D.,Cretu, Sp., Prisacaru, Gh.:Tribology Improving the Quality in the Linear Rolling Guidance Systems. Part 1 Friction in Two Contact Points Systems.; Part 2 Friction in Four Contact Points Systems In: Proc. of the 13th International Colloquium on Tribology, Esslingen, 15-17 January, 2002. [21]. Olaru, D.N., Lorenz, P., Rudy, D.: Friction in the Linear Rolling Guidance Systems, In: Proc. of the 14th International Colloquium on Tribology, Esslingen , 13-15 January, 2004. 2. Elaborarea unui model analitic original pentru evaluarea pierderilor prin frecare in microsisteme liniare cu bile, diametrul bilelor fiind de 0,285 mm; bilele fiind din otel si caile de rulare fiind din placute de siliciu. Modelul ia in considerare fortele de adeziune moleculara intre microbile si caile de ghidare si fortele de capilaritate dintre bile. Rezultetele analitice obtinute cu ajutorul modelului sunt in concordanta cu valorile experimentale obtinute de Lin T.W s.a in 2004 la Maryland University –USA [10]. Modelul a fost elaborat in cadrul grantului CNCSIS TIP A cod 537/2004, 2005, 2006 cu tema:“Cercetari privind fiabilitatea sistemelor mecatronice in corelatie cu procesele macro, micro si nanotribologice” precum si a colaborarii cu HTW des Saarlandes – Germania in cadrul unei burse DAAD in 2004 a directorului de grant. Rezultatele acestor cercetari au fost publicate in reviste recunoscute CNCSIS (C), la conferinte internationale (F) si nationale (G) si sunt in curs de publicare in reviste cotate ISI (A) –revista Wear. In fig.9 sunt prezentate rezultate ale modelului pentru diverse teorii de adeziune la contactul bila/cale de rulare.

1.

Fig. 9 Titluri reprezentative de lucrari: [22]. Ianus, G. Olaru,D.N., Lorenz,P., Analytical models for adhesive contact between a sphere and flat surface with applications in the micro-rolling linear systems.,Buletin IPI,Tom LII, Fasc. 6A, Sectia Constructii de Masini, 2006, p.257-262. [23]. Olaru,D.N., Lorenz, P., Rudy, D., Friction in the Micro Linear Ball Bearings for Mems Applications, Int. Conference VAREHD 12, Suceava, 8-9 Octomber, 2004. [24]. Olaru, D.N.,Lorenz, P., Prisacaru, Gh.: Friction Coefficient in a Micro Linear Rolling System for MEMS Applications, In Proc of 50. Internationales Wissenschaftliches Kolloquium, Technische Universität Ilmenau, 19-23 September 2005, pp.213-214. [25]. D. N. Olaru, P. Lorenz, Gh. Prisacaru: Friction Coefficient in Linear Rolling Systems. From Macro to Micro Tribosystems, 15th International Coloquium Tribology, Esslingen , 17-19 January, 2006, Section G-5. [26]. Olaru,D.N., Lorenz, P., Prisacaru,Gh. A new Analytical Model to Estimate Friction in a Micro Linear Ball Bearings for Mems Applications, In curs de publicare in WEAR. 3 Dezvoltarea unui tribomodel de rostogolire bila-suprafata sferica capabil sa simuleze frecarea de rostogolire in microsisteme cu evidentierea rolului jucat de apa din atmosfera asupra frecarii. Elaborarea modelului matematic si a echipamentului de testare. Realizarea de experimente pe tribomodelul bila- suprafata sferica cu determinari ale coeficientului de frecare in micro tribosisteme. Modelul analitic se bazeaza pe integrarea ecuatiilor de miscare oscilatorie


a unei microbile pe o suprafata sferic concava, in conditii diferite de temperatura si umiditate, cu amplitudini de oscilatie determinate experimental prin filmaru cu camera video. Modelul a fost elaborat in cadrul grantului CNCSIS TIP A cod 537/2004, 2005, 2006 cu tema:“Cercetari privind fiabilitatea sistemelor mecatronice in corelatie cu procesele macro, micro si nanotribologice”. Rezultatele acestor cercetari au fost publicate in reviste recunoscute CNCSIS (C). In fig. 10 sunt date unele rezultate privind influenta apei asupra coeficientului de frecare , pentru diverse diametre de bile. Se evidentiaza cresterea importanta a coeficientului de frecare odata cu scaderea diametrului bilei si in prezenta umiditatii atmosferice.

Fig. 10

Titluri reprezentative de lucrari: [27] D. N. Olaru, P. Lorenz, Gh. Prisacaru,: Experimental Procedure to Determine Friction Coefficient in Micro Rolling Tribosystems, Buletin I.P.Iasi, Tomul LI (LIV), Sectia Constructii de Masini, 2005, pp.447-454 [28]. Olaru,D.N., Lorenz,P, Prisacaru Gh., Water influence on rolling friction in micro ball rolling tribosystems.,Buletin IPI,Tom LII, Fasc. 6A, Sectia Constructii de Masini, 2006, p.323-332. [29]. Stamate, C., Olaru, D.N., The influence of the atmospheric condensed water on friction in a micro rolling systems, Proc. of. Int. Conference TMCR, Chişinău, 31 mai – 3 iunie 2007, vol.II. 4. Identificari si sistematizari de microtribosisteme si procese micro si nanotribologice in microsisteme mecatronice si biologice in cadrul grantului CNCSIS TIP A cod 537/2004, 2005, 2006 cu tema:“Cercetari privind fiabilitatea sistemelor mecatronice in corelatie cu procesele macro, micro si nanotribologice”. Valorificarea cercetarilor in: lucrari in reviste cotate ISI (C), 4 proiecte de diploma, o teza de doctorat in pregatire (doctorand Stamate Ciprian), doua cursuri specifice pentru studentii de la profilul Mecatronica: Microsisteme mecatronice – anul V si Procese micro si nanotribologice in sisteme mecatronice – anul V. [30]. C.Stamate, M. Cretan, O.D.Zaharia, Nanotechnology in Medical Applications, Buletin IPI,Tom LII, Fasc. 6B, Sectia Constructii de Masini, 2006, p.83-90. 5. Elaborarea unui model complex pentru evaluarea pierderilor prin frecare in suruburi cu bile. Modelul permite determinarea momentului de frecare in surubul cu bile, in functie de conditiile de lucru si de geometrie. [31]. D.N.Olaru, Gh. Puiu, L.Balan, V.Puiu, A NEW MODEL TO ESTIMATE FRICTION TORQUE IN A BALL SCREW

SYSTEM, Proc. of Int. Colloquium “Product Engineering.Echo Design and technology and Green Energy”, Springer Edition , 2004, p 333-346

[32]. D.N.Olaru, Gh. Puiu, V.Puiu, FRICTION IN A BALL SCREW SYSTEM, 12 th International Conference on EHD and Traction, VAREHD 12, Suceava, 2004,CD-ROM, ISBN 973-666-119-9. 6. Cercetari in domeniul actuatorilor cu polimeri electroactivi utilizati in microsisteme mecatronice. [33]. Gh. Prisacaru, D. Olaru , P. Bârsanescu, Electroactive Polymer (Eap) Actuators Part I: Current status Buletin IPI,Tom LII, Fasc. 6B, Sectia Constructii de Masini, 2006, p.69-76. [34]. Gh. Prisacaru, D. Olaru, A. Burlacu, Electroactive Polymer (Eap) Actuators Part II: Applications, Buletin IPI,Tom LII, Fasc. 6B, Sectia Constructii de Masini, 2006, p.77-82.


10.2. Obiectivele proiectului (se specifica clar obiectivele proiectului in contextul stadiului cunoasterii in domeniu, elementele originale vizate si importanta pentru domeniu, impactul estimat al proiectului; daca este cazul se va face referire la caracterul interdisciplinar)

Tema de cercetare propusa prin prezentul proiectare urmareste reducerea frecarii la nivelul microsistemelor mecatronice si vizeaza urmatoarele obiective generale: 1. Stabilirea limitelor dimensionale pentru care încep să se se manifeste efectele de capilaritate şi de adeziune în

micro tribosisteme de alunecare şi de rostogolire. Comentariu 1. Cercetările raportate în diverse lucrări se referă, în special, la determinări experimentale făcute cu echipamente de tip AFM sau SFM pe tribosisteme de alunecare tip vârf sferic cu rază de câţiva microni pe suprafaţă plana [2-6], unde forţele de frecare cauzată de straturile de molecule de apă condensate sunt de ordinul de mărime cuprins între 50 nN - 500μN. Experienţele efectuate în catedra de Organe de maşini şi Mecatronică [27-29] arată că in miscarea de rostogolire liberă a unei bile din oţel pe o suprafaţă sferică din sticlă efectul capilarităţii produs de apa ce condensează pe suprafeţe începe să se manifeste la diametre de aprox. 3mm (vezi fig. 10), ceea ce corespunde unei sarcini normale de contact de 1,12 mN. De asemenea, la o bilă din oţel cu diametrul de 1mm forţa de adeziune depăseşte forţa de greutate a acestei bile. Prin urmare, se estimează că la dimensiuni de 1-3 mm este posibil ca efectele capilarităţii şi adeziunii să joace un rol important în frecare. Urmează a se stabili aceste limite în funcţie de umiditatea si temperatura mediului, rugozitatea suprafeţelor, materiale utilizate etc. Comentariu 2. Considerăm că determinarea acestor limite este utilă studierii frecărilor în microsisteme şi are caracter de originalitate. 2. Elaborarea unor modele analitice complexe pentru evaluarea fortelor/momentelor de frecare si a coeficientilor

de frecare la nivelul suprafetelor in contact specifice microsistemelor mecatronice. Se urmareste studierea influentei apei condensate pe suprafete asupra pierderilor prin frecare in cazul miscarii de alunecare si de rostogolire.

Comentariu 1. Cercetarile efectuate pe plan mondial pe aceasta directie sunt predominant experimentale si pun in evidenta variatii mari ale fortelor de frecare in functie de umiditatea si temperatura atmosferei, de presiune, de caracterul hidrofil sau hidrofob al suprafetelor, de rugozitatea suprafetelor. Pot exista pe suprafete intre 2-3 randuri de molecule de apa pana la zeci si sute de randuri de molecule de apa astfel incat frecarea in aceste conditii poate varia de la cazul limita pana la cazul frecarii fluide. Formarea si ruperea microjonctiunilor capilare la nivelul varfurilor rugozitatilor reprezinta o sursa importanta de pierderi prin frecare la nivelul microsuprafetelor in miscare iar dimensiunile acestor microjonctiuni depind atat de calitatea suprafetei cat si de marimea stratului de apa condensata. Comentariu 2. Pentru mişcarea de rostogolire se intenţionează dezvoltarea modelului analitic elaborat de directorul de proiect pentru tribosistemul bila- suprafata sferica prezentat in fig.10 [28,29] cu luarea in considerare a variatiei momentului de frecare de rostogolire cu grosimea stratului de apa depus pe suprafetele in contact. Sunt avute in vedere determinări experimentale privind forma şi mărimea meniscurilor formate la contactul dintre o bilă si o suprafaţă plană, în diverse condiţii de umiditate. Comentariu 3. Modelul dezvoltat în [28] are caracter de originalitate. 3. Dezvoltarea de noi modele analitice pentru studiul frecarii la nivelul unor microsisteme cu mai multe suprafete in contact, cu miscare de rostogolire : micro rulmenti; micro ghidaje; micro angrenaje, cu luarea in considerare a fortelor specifice : de capilaritate, de aderenta, electrostatice etc.

Comentariu 1. Modelul dezvoltat de directorul de proiect si colectiv în lucrările [23 –26] este un model static care nu ia in considerare si variatia de viteza. Cu acest model s-au obţinut, pentru un microghidaj cu bile valori ale coeficientului de frecare comparabile cu cele determinate experimental de Lin si Modafe [10,11], insă nu s-a obţinut şi o variaţie în funcţie de viteză. Se urmareste dezvoltarea acestui model cu luarea în considerare şi a vitezei precum si extinderea lui si la alte microsisteme cu miscare de rostogolire ( micro rulmenţi). Comentariu 3. Modelul dezvoltat în [23-26] are caracter de originalitate. 4. Evidentierea de noi cai pentru reducerea frecarii la nivelul micro suprafetelor in contact precum si la nivelul microsistemelor.

Comentariu 1. Sunt avute in vedere urmatoarele cai: (a) Inlocuirea miscarii de alunecare cu miscarea de rostogolire cu reduceri ale frecarii de zeci sau chiar de sute de ori; (b) Reducerea numarului contactelor intr-un microsistem conduce la o reducere importanta a pierderilor prin frecare ca

urmare a reducerii microjonctiunilor capilare.; (c) Modificarea caracterului hidrofob al micro suprafetelor prin depuneri de microstraturi; (d) Solutii constructive cu nivel redus de frecare; (e) Utilizarea unor solutii oferite de microsistemele biologice.


4. Proiectarea si realizarea de experimente care sa valideze modelele analitice elaborate. Comentariu 1. Sunt avute in vedere urmatoarele: - proiectari si realizari de experimente pentru evaluarea calitativă şi cantitativa a frecarilor in microsisteme, utilizând echipamentele existente; - achizitii de microsisteme mecatronice si componente specifice pentru investigatii experimentale; - achizitii de echipamente suplimentare, accesorii si soft performante pentru investigatii la scara micro si nano; 5. Finalizarea a doua teze de doctorat:

- CONTRIBUTII LA STUDIUL TEORETIC SI EXPERIMENTAL AL FORTELOR IN MICROSISTEME BIOLOGICE SI MECATRONICE, doctorand Ciprian STAMATE, finalizare teza in anul 2009; - CONTRIBUTII PRIVIND CRESTEREA PERFORMANTELOR SURUBURILOR CU BILE IN CORELATIE CU PROCESELE TRIBOLOGICE, doctorand George PUIU, finalizare teza in 2009.

6. Editarea unei monografii intitulata: FRICTION PROCESSES IN MICROSYSTEMS (in limba engleza). Elemente de impact Se estimeaza ca modelele analitice ce se vor dezvolta pot constitui noi abordari si teorii in aria aferenta temei. Se preconizeaza gasirea unor solutii de microsisteme cu nivel redus de frecare; se are in vedere inlocuirea miscarii de alunecare cu miscarea de rostogolire la nivelul unor microsisteme de tip microactuatori, cu impact asupra cresterii performantelor acestor microsisteme. Caracter interdisciplinar: Luarea in considerare a fortelor de capilaritate si a adeziunii moleculare pe microsuprafete confera cercetarii un pronuntat caracter interdisciplinar cu utilizarea de cunostinte si competente în special din domeniul mecanic si fizic. O directie de mare actualitate o reprezinta utilizarea unor microsisteme biologice ca surse de inspiratie pentru microsisteme mecatronice optimizate, cu nivel redus de frecare, fapt ce confera un nou aspect interdisciplinar: mecanic – fizic – biologic.

10.3. Metodologia cercetarii

Tema propusa vizeaza cercetari teoretice si experimentale a proceselor de frecare in microtribosisteme si in microsisteme mecatronice urmarind , in esenta, gasirea unor solutii pentru reducerea frecarii. Sunt avute in vedere urmatoarele tipuri de activitati, specifice, de altfel, oricarei cercetari cu caracter fundamental: 1. Organizarea tuturor activitatilor cuprinse in planul de lucru si stabilirea de responsabilitati si termene pe fiecare membru al echipei; 2. Adaptarea si completarea standurilor si echipamentelor existente cu noi echipamente, cu lanturi de masura, placi de achizitii, senzori de forte, etc., in concordanta cu obiectivele proiectului. Realizarea de proiecte, obtinerea de oferte, participarea la licitatii, achizitionarea de echipamente si materiale, realizarea practica a schemelor si montajelor, testarea si pregatirea echipamentelor pentru cercetari experimentale. 3. Elaborarea de noi modele analitice cu realizarea de: documentare in tara si in strainatate, stabilirea de modele analitice, simularea pe calculator a modelelor; 4. Validari ale modelelor cu rezultate similare obtinute de alti cercetatori, validari ale modelelor pe experimente realizate pe echipamentele pregatite, validari pe echipamente performante existente in laboratoare din strainatate; 5. Identificarea de solutii noi pentru reducerea frecarii in microsisteme avand la baza modelele analitice elaborate: solutii constructive noi, solutii privind conditii optime de functionare, etc. 6. Valorificarea cercetarii: elaborarea a doua teze de doctorat, elaborarea de lucrari stiintifice si publicarea lor in reviste internationale cotate ISI, la conferinte internationale, la alte reviste si conferinte, propuneri de brevete de inventie, editare de carte. 7. Realizarea de vizite de documentare si cercetare in concordanta cu tema proiectului.


10.4.Resurse necesare:

10.4.1 Resursa umana 10.4.1.1. Directorul de proiect 10.4.1.1.1 Competenta stiintifica a directorului de proiect

Se va face referire la: o Domenii de competenta si rezultate semnificative, atat rezultate teoretice cat si rezultate practice o Lucrari stiintifice publicate o Carti stiintifice in domeniu (monografii, tratate, alte carti) indexate ISI, recenzate in baze de

date internationale, si/sau publicate in edituri internationale si nationale de prestigiu o Brevete de inventie/ descoperiri/ contributii esentiale la dezvoltarea cunoasterii o Produse concepute/realizate si valorificate in mediul socio-economic : o Membru in colective de redactie ale unor reviste internationale (cotate ISI sau incluse in

baze de date internationale) sau in colective editoriale ale unor edituri internationale recunoscute

o Premii nationale si internationale acordate de asociatii profesoinale si institutii de prestigiu in urma unui proces demonstrabil de evaluare

Domenii de competenta si rezultate semnificative. 1. TRIBOLOGIE • 3 cărţi de Tribologie publicate în perioada 1993 – 2006: - D.N.Olaru, Tribologie.Fundamente de frecare,uzare si ungere, Ed. Universităţii Tehnice Iaşi, 1993 - I.Bercea, D.N.Olaru: Tribologia sistemelor mecanice, Ed. Universităţii Tehnice Iaşi, 1998 - D.N..Olaru, Fundamente de lubrificatie, Ed. Gh. Asachi Iasi, 2002. Titularul cursurilor: • TRIBOLOGIE, anul III, Facultatea de Mecanică • FUNDAMENTE DE LUBRIFICATIE, anul VI – masterat, Facultatea de Mecanică; • BIOTRIBOLOGIE la facultatea de Bioinginerie Medicală de la Univ. de Medicină şi Farmacie din Iaşi. • MICROTRIBOLOGIE, anul V – Mecatronica CONTRIBUŢII TEORETICE ŞI EXPERIMENTALE ÎN DOMENIILE LUBRIFICAŢIEI: - Elaborarea unui nou model de evaluare a fenomenului de starvare la rulmenţii de turaţie înaltă, cu recunoaştere pe plan internaţional : - Elaborarea unui model general de estimare a durabilităţii unsorilor utilizate la ungerea rulmenţilor; - Realizare de echipamente pentru studiul experimental al ungerii în rulmenţi, în special în condiţii de turaţii înalte; - Testări privind ungerea în rulmenţi funcţionând la turaţii de până la 35 000 rot/min; - Cercetări privind utilizarea aditivilor polimerici în uleiuri minerale, cu aplicaţii la rulmenţi;

• CONTRIBUŢII TEORETICE ŞI EXPERIMENTALE PRIVIND PROCESELE DE FRECARE ÎN RULMENŢI: - Elaborarea unui model de calcul a tensiunilor tangenţiale în filmele EHD, cu aplicaţie la rulmenţi; - Elaborarea unor programe privind simularea pierderilor prin frecare în rulmenţi, în condiţii de turaţii înalte; - Testări privind frecarea în rulmenţi funcţionând la turaţii de până la 35 000 rot/min;

• CONTRIBUŢII TEORETICE ŞI EXPERIMENTALE PRIVIND PROCESELE DE FRECARE SI UZARE IN

SISTEMELE DE PROTEZARE ALE APARATULUI LOCOMOTOR UMAN: - Elaborarea unui studiu de sinteză privind procesele tribologice la nivelul aparatului locomotor uman şi al endoprotezelor; - Proiectarea unor echipamente pentru testarea la uzare şi la frecare in vitro a tribosistemelor specifice protezelor pentru articulaţia de şold. • PARTICIPĂRI LA CONGRESE ŞI CONFERINŢE INTERNAŢIONALE DE TRIBOLOGIE: - 6th International Congress on Tribology EUROTRIB’93, Budapesta, 1993 - 10th International Colloquium Tribology-Solving Friction and Wear Problems,Technische Akademie Esslingen, Ostfildern, Germany, January 1996; - 11th International Colloquium Tribology-Solving Friction and Wear Problems, Technische Akademie Esslingen, Ostfildern, Germany, January 1998, Chairman la Secţiunea B7 ;


- 12th International Colloquium Tribology, 2000-Plus, Technische Akademie Esslingen, Ostfildern, Germany, January 2000, Chairman in sectiunile B-7, C-7 si E-8 ; - 13th International Colloquium Tribology, Technische Akademie Esslingen, Ostfildern, Germany, January 2002, Chairman in sectiunea A-9; - 14th International Colloquium Tribology, Technische Akademie Esslingen, Ostfildern, Germany, January 2004, Chairman in sectiunea F-8; - 50th Internationales Wissenschaftliches Kolloquium, Technische Universität Ilmenau, 19-23 September 2005, - 15th International Colloquium Tribology, Technische Akademie Esslingen, Ostfildern, Germany, January 2006. • PUBLICAREA ÎN REVISTE INTERNAŢIONALE DE TRIBOLOGIE:

WEAR (1993, 1993), STLE – TRIBOLOGY TRANSACTION (1999), EUROPEAN JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING (1998), LUBRICATION SCIENCE (1997, 1999, 2000), TRIBOTEST JOURNAL(1997,2002),TRIBOLOGIE UND SCHMIERUNGSTECHNIK-2004.

2. ORGANE DE MASINI • Titular al cursului : ELEMENTE CONSTRUCTIVE DE MECANICA FINA la anul III, secţia Mecanică Fină de la

Facultatea de Construcţii de Maşini. RULMENTI • Coautor la monografia : RULMENTI. PROIECTARE SI TEHNOLOGIE, Bucureşti, Editura Tehnică, 1985, Vol.1

şi Vol.2, coordonator Prof. Dr. Ing. M. D. Gafiţanu. Monografia a obţinut premiul “Aurel Vlaicu” al Academiei Române în anul 1987.

• Elaborarea, în premieră pe plan naţional, de programe de simulare a cinematicii şi dinamicii rulmenţilor radiali şi radial – axiali cu bile:

- Program de evaluare a distribuţiei sarcinilor pe corpurile de rostogolire, cu luarea în considerare a forţelor centrifuge; - Program de analiză a dinamicii şi cinematicii elementelor de rulmenţi, cu integrarea ecuaţiilor de mişcare a

bilelor şi a coliviei; - Optimizări de geometrie internă la rulmenţii radiali şi radial-axiali cu bile pentru turaţii înalte; • Cercetări teoretice şi experimentale privind utilizarea materialelor ceramice la rulmenţii cu bile pentru turaţii ridicate:

SISTEME DE GHIDARE LINIARE CU ROSTOGOLIRE SI SURUBURI CU BILE • Elaborarea de programe originale pentru evaluarea pierderilor prin frecare in sisteme de ghidare liniare cu bile si in

suruburi cu bile; • Bursa DAAD la HTW des Saarlandes – Saarbrucken si la firma INA – Homburg, Germania pentru documentare

si cercetare in domeniul sistemelor liniare de ghidare cu rostogolire, in perioada iulie - sept. 2001;

3. MICROSISTEME MECATRONICE • Titular curs MICROSISTEME MECATRONICE, anul V Mecatronica • Bursa DAAD la HTW des Saarlandes – Saarbrucken Germania pentru documentare si cercetare in domeniul micro si nanotribologiei in microsisteme mecatronice in perioada august – sept. 2004; Participări la programe internaţionale: • Participarea la Seminarul “Design for Quality” –Forly organizat de către Universitatea din Bologna, Italia în

colaborare cu MCT România, in perioada 4.07 –19.07.1994; • Participarea la programul :Tribology of the Ceramics organizat de către Aristotelis University of

Thesaloniki, Dept. of Mechanical Engineering, în perioada: 06 –14.04.1998 • Participarea la programele SOCRATES în domeniul Tribologiei la HTW – Saarbrucken, Germania, INSA –

Lyon, Franţa, în perioada 1999- 2006; • Participarea la Programul TEMPUS : Quality of the Education in Mechanical Engineering Faculties, la

Universitatea “Paul Sabatier” Toulouse, Franţa, iunie 1999 şi la Universitatea din Sevilia, Spania, aprilie 2000.

Lucrari semnificative publicate Monografii:

1. Gafitanu, M. Cretu, Sp., Racocea C., Olaru D.: RULMENTI. PROIECTARE SI TEHNOLOGIE, vol.I si vol. II, Bucuresti, Editura Tehnica, 1985, 700 pagini ( Premiul Academiei Române în anul 1987). 2. Olaru, D.N., FUNDAMENTE DE LUBRIFICATIE, Editura "Gh.Asachi", Iaşi, 2002, 210 pagini.

Articole publicate în reviste de specialitate din străinătate (ISI)

1. D.N.Olaru and M.D.Gafitanu: Starvation in Ball Bearings, Wear,170 (1993),219-234; 2. D.N.Olaru and M.D.Gafitanu: A New Relation For Ball Bearing limit Speed,Acta Tribologica,2 (1994) 1, 65-72; 3. D.N.Olaru and M.D.Gafitanu: Lubrication Safety in High-Speed Ball Bearings, Lubrication Science, 9-4, August

1997,pp 365- 389;


4. D.N.Olaru and M.D.Gafitanu: A New Methodology to Estimate Starvation in Ball Bearings , Tribotest Journal,4-1,1997,p.93- 106;

5. M.D.Gafitanu, D.N.Olaru und M.C.Cocea: Die Verluste Wegen Der Reibung In Radial-Axial – Kugellagern Bei Hohen Drehzahlen, Wear, 160 (1993), 51-60

6. Bercea,I,Cretu,Sp.,Bercea,M. Olaru,D; Simulating Roller- Cage Pocket Friction in a Tapered Roller Bearing, European Journal Mech.Eng.vol.43,1998;

7. Bercea, M. Bercea, I. Olaru, D.,N., Nelias, D.: Polyethylene as an Additive for Minearl Oils- Part I: Influence of the Polymer Concentration on the Film-Forming Properties in Rolling Bearings, STLE -TRIBOLOGY TRANSACTIONS , Vol.42, 1999, 4, p.851-859;

8. Bercea, M., Bercea, I.,Nelias,D.,Olaru, D.N.,:The Tribologycal Behavior of Mineral Oils Additived with Polyethylene, LUBRICATION SCIENCE ,11-3, May 1999 (11), p.247-270;

9. C.Oprişan, D.N.Olaru, D.Leohchi, A New Method to Simulate the Elastic Interactions in the Tribosystems of a Multi-Bar Mechanism, TRIBOTEST JOURNAL, 9-2, December 2002 (9), p.157-169.

10. D.N.Olaru, P.Lorenz, D.Rudy, Friction in the Circular – Arc Grooves Linear Rolling Guidance System, Tribologie und Schmierungstechnik, No.2, (2004), pp. 8–12.

11. D.N.Olaru, Gh. Puiu, L.Balan, V.Puiu, A NEW MODEL TO ESTIMATE FRICTION TORQUE IN A BALL SCREW SYSTEM, Proc. of Int. Colloquium “Product Engineering.Echo Design and technology and Green Energy”, Springer Edition , 2004, p 333-346.

Lucrări publicate in ultimii ani pe domeniul temei propuse: 1. Olaru,D.N., Lorenz, P., Rudy, D., Friction in the Micro Linear Ball Bearings for Mems Applications, Int. Conference VAREHD 12, Suceava, 8-9 Octomber, 2004. 2. D. Olaru, P.Lorenz, Gh. Prisacaru, G. Ianus: Friction Coefficient in a Micro Linear Rolling System for MEMS Applications 50. Internationales Wissenschaftliches Kolloquium - Mechanical Engineering from Macro to Nano, ILMENAU, Sept. 2005; 3. D.N.Olaru, Gh. Prisacaru, P.Lorenz, Friction Coefficient in Linear Rolling Tribosystems. From Macro to Micro Tribosystems, 15th int. Colloquium Tribology, TA Esslingen, 17-19 January, 2006. 4.D. Olaru, Gh. Prisacaru: Implicarea apei din atmosfera in structurile specifice MEMS-urilor, Seminarul National de Organe de Masini SNOM’05, Brasov, 9-10 iunie 2005; 5. D. Olaru, P.Lorenz, Gh. Prisacaru, : Friction Modeling in Micro Rolling Systems for MEMS Applications, 1st International Conference ″Computational Mechanics and Virtual Engineering ″ COMEC 2005, 20 – 22 October 2005, Brasov, Romani 6.D. N. Olaru, P. Lorenz, Gh. Prisacaru,: Experimental Procedure to Determine Friction Coefficient in Micro Rolling Tribosystems, Buletin I.P.Iasi, Tomul LI (LIV), Sectia Constructii de Masini, 2005, pp.447-454 7. Olaru,D.N., Lorenz,P, Prisacaru Gh., Water influence on rolling friction in micro ball rolling tribosystems.,Buletin IPI,Tom LII, Fasc. 6A, Sectia Constructii de Masini, 2006, p.323-332. 8. Olaru,D.N., Lorenz, P., Prisacaru,Gh. A new Analytical Model to Estimate Friction in a Micro Linear Ball Bearings for MEMS Applications, Trimis spre publicare la revista WEAR. . - Publicarea in ultimii 5 ani a 24 de lucrari stiintifice dupa cum urmeaza: 2 in reviste ISI (A), 2 in reviste internationale (B), 6 in reviste recunoscute CNCSIS (C), 8 in volume ale conferintelor int. (E), o carte (D), 6 in volume ale conferintelor nationale (G) -Profesor invitat la HTW des Saarlandes – Germania, 2001, 2002, 2004, 2005, 2006; - Membru în Comitetul Director al revistei: Analele Universităţii Dunărea de jos din Galaţi, secţiunea Tribologie din anul 2004. - Coordonator de proigrame SOCRATES ERASMUS in Facultatea de Mecanica din 1998 şi în prezent; -Prodecan de facultate în perioada 1997 – 2004

10.4.1.1.2. Competenta manageriala a directorului de proiect

Se va face referire la: o Proiecte si contracte de cercetare nationale si/sau internationale castigate prin competitie in

calitate de director (se va preciza - titlul, anul castigarii, sursa de finantare, suma aprobata) o Infiintarea (coordonarea) de laboratoare, centre si/sau institute de cercetare


Director la 5 teme de cercetare (12 granturi anuale) începând cu anul 1996. Director de grant Crant CNCSU tip A cu tema OPTIMIZAREA PROCESELOR TRIBOLOGICE DIN ARTICULATIILE SISTEMELOR DE PROTEZARE ALE APARATULUI LOCOMOTOR UMAN Cod proiect 524/1996 si 1136/1997

Valoare totala 13 000 000 lei Perioada : 1996-1997

Lucrări publicate: • Participarea la 8th si 9th Conference on Elastohydrodynamic Lubrication and Traction, Suceava, 1996 si 1998 cu 2 lucrari

si la 7th International Conference on Tribology ROTRIB’96 Bucuresti,1996 cu o lucrare; • Elaborarea unui curs de BIOTRIBOLOGIE pentru studentii din anul V de la Facultatea de Bioinginerie Medicala a

Universitatii de Medicina si Farmacie “Gr.T.Popa” din Iasi Director de grant Grant CNCSU tip A cu tema : STUDIUL PIERDERILOR PRIN FRECARE IN RULMENTII RADIALI SI RADIAL AXIALI CU BILE, IN CORELATIE CU ABATERILE DE MONTAJ SI CU RIGIDITATEA ARBORILOR, Cod proiect: 1132/1997 si 517/1998

Valoare totala : 26 000 000 lei Perioada: 1997 - 1998

Lucrări publicate: 12. 9th conference on EHD and Traction, Suceava 1998 - o lucrare; 13. First Asia International Colloquium on Tribology, Beijing,1998, China - o lucrare; 14. Brevetarea standului pentru testari experimentale acceptat la OSIM Depozit C/1242-1998

Director de grant: Grant CNCSIS Tip A, Cod 540/1999, Tema 12, Contract 34280/1999 : Grant CNCSIS Tip A Cod 886/2000, Tema 8, Contract 37089/2000 :

Tema: CERCETĂRI PRIVIND CREŞTEREA PERFORMANTELOR TRIBOSISTEMELOR CU DESTINAŢII SPECIALE PRIN UTILIZAREA MATERIALELOR CERAMICE. APLICAŢII LA RULMENŢI SI SISTEME DE PROTEZARE.

Valoarea 4 000 000 lei/ 1999 şi 45 000 000 lei/2000 Lucrari publiocate: 1. Paleu, V., Cretu, Sp., Olaru, D., Prisecaru, Gh., Bercea, I., Numerical results of a quasi-static analysis on hybrid ball bearing, Proceedings of the 3rd International Conference of Tribology Balkantrib’99, june 2-4 , Sinaia, p.81-89, vol.III, 1999. 2. Cretu, Sp., Paleu, V., Tudor, A., Olaru, D.N., Lefter, D., Hybrid rolling bearings-a better solution for bearings workings in special environments, Proceedings of the 3rd International Conference of Tribology Balkantrib’99, june 2-4 , Sinaia, p.229-237, vol.II, 1999. 3. Paleu V. Olaru D.N.,Cretu S., Power Loss and Developed Temperature Prediction for a Hybrid Rolling Bearing, Proceedings of the 12th International Colloquium Trilbology, Stuttgart/Ostfildern (Germany), Jan. 11-13, 2000; 4. Paleu V.,Cretu S.,Olaru D.N., Quasi- Static Analysis and Endurance Prediction for Hybrid Ball Bearing – Numerical Results, Proceedings of the 12th International Colloquium Trilbology, Stuttgart/Ostfildern (Germany), Jan. 11-13, 2000; Director de grant: Grant CNCSIS Tip A COD CNCSIS 282/2001, Tema 48, 2001 Grant CNCSIS Tip A. COD CNCSIS 403/2002, Tema nr. 24 ,2002 Grant CNCSIS Tip A. COD CNCSIS 326/2003, Tema nr. 29 ,2003 Tema: CERCETĂRI PRIVIND FIABILITATEA SISTEMELOR DE GHIDARE LINIARE CU ROSTOGOLIRE, IN CORELAŢIE CU PROCESELE TRIBOLOGICE SI PRECIZIA DE FUNCŢIONARE Valoarea 55 000 000 lei/2001, 52 000 000 lei/2002, 67 000 000 lei/ 2003. Proiectul a fost finalizat in anul 2003 Lucrari publicate: 1. D. N. OLARU , P. LORENZ, D. RUDY, SP. CRETU , GH. PRISACARU: Tribology – Improving the Quality in the Linear Rolling Guidance System.Part 1 Friction in Two Contact Points System, Proceedings of the 13th International Colloquium Trilbology, 15-17 ianuarie 2002, TAEsslingen-Germania. 2. D. N. OLARU, P. LORENZ, D. RUDY, Tribology – Improving the Quality in the Linear Rolling Guidance System.Part 1 Friction in Four Contact Points System, Proceedings of the 12th International Colloquium Trilbology , 15-17 ianuarie 2002, TAEsslingen-Germania. 3. D.N. Olaru şi Gh. Prisacaru. Linear Rolling Guidance System for Mechatronic Structures, COMEFIM-6, Braşov, octombrie 2002; 4. Olaru D.N., Lorenz ,P. Rudy, D., Prisacaru Gh., Friction in Linear Rolling Systems. Conferinta Internaţională de Tribologie ROTRIB’2003 Galaţi, sept. 2003 5. Olaru, D.N., Lorenz, P., Rudy, D.: Friction in the Linear Rolling Guidance Systems, In: Proc. of the 14th

International Colloquium on Tribology, Esslingen , 13-15 January, 2004. 6. Olaru,D.N., Lorenz, P., Rudy, D., Friction in the Circular – Arc Grooves Linear Rolling Guidance System, Tribologie und Schmierungstechnik, No.2, (2004), pp. 8–12. Director de grant: Grant CNCSIS TIP A cod 537/2004, 2005, 2006


Tema: CERCETARI PRIVIND FIABILITATEA SISTEMELOR MECATRONICE IN CORELATIE CU PROCESELE MACRO, MICRO SI NANOTRIBOLOGICE Valoarea 140 000 000 lei/2004, 180 000 000 lei/2005, 200 000 000 lei/ 2006. Proiectul s-a finalizat in anul 2006 Lucrari publicate 1. Olaru,D.N., Lorenz, P., Rudy, D., Friction in the Micro Linear Ball Bearings for Mems Applications, Int. Conference VAREHD 12, Suceava, 8-9 Octomber, 2004. 2. D. Olaru, P.Lorenz, Gh. Prisacaru, G. Ianus: Friction Coefficient in a Micro Linear Rolling System for MEMS Applications 50. Internationales Wissenschaftliches Kolloquium - Mechanical Engineering from Macro to Nano, ILMENAU, Sept. 2005; 3. D.N.Olaru, Gh. Prisacaru, P.Lorenz, Friction Coefficient in Linear Rolling Tribosystems. From Macro to Micro Tribosystems, 15th int. Colloquium Tribology, TA Esslingen, 17-19 January, 2006. 4.D. Olaru, Gh. Prisacaru: Implicarea apei din atmosfera in structurile specifice MEMS-urilor, Seminarul National de Organe de Masini SNOM’05, Brasov, 9-10 iunie 2005; 5. D. Olaru, P.Lorenz, Gh. Prisacaru, : Friction Modeling in Micro Rolling Systems for MEMS Applications, 1st International Conference ″Computational Mechanics and Virtual Engineering ″ COMEC 2005, 20 – 22 October 2005, Brasov, Romani 6.D. N. Olaru, P. Lorenz, Gh. Prisacaru,: Experimental Procedure to Determine Friction Coefficient in Micro Rolling Tribosystems, Buletin I.P.Iasi, Tomul LI (LIV), Sectia Constructii de Masini, 2005, pp.447-454 7. Olaru,D.N., Lorenz,P, Prisacaru Gh., Water influence on rolling friction in micro ball rolling tribosystems.,Buletin IPI,Tom LII, Fasc. 6A, Sectia Constructii de Masini, 2006, p.323-332. 8. Olaru,D.N., Lorenz, P., Prisacaru,Gh. A new Analytical Model to Estimate Friction in a Micro Linear Ball Bearings for Mems Applications, Trimis spre publicare la revista WEAR in 2006. Burse de cercetare DAAD : 2001 – 3 luni şi 2004 2 luni la HTW des Saarlandes, Germania.

10.4.1.2. Echipa de cercetare Lista membrilor echipei de cercetare: (Fara directorul de proiect)

Nr. crt. Nume si prenume Anul

nasterii Titlul didactic

stiintific * Doctorat

* * Semnatura

1 PRISACARU GHEORGHE

1954 Conferentiar DA

2 IANUS GELU 1961 Lector DA 3 STAMATE CIPRIAN 1978 Cercetator Doctorand 4 PUIU GEORGE

CONSTANTIN 1978 Asistent Doctorand

* La “Titlu didactic/stiintific” completati cu una din variantele: Profesor / Conferentiar / Lector / Asistent / CS I / CS II / CS III / Cercetator ** La “Doctorat” completati cu una din variantele: DA /NU / Doctorand

10.4.1.2.1. Cercetatori cu experienta

Se va face referire la: o Experienta anterioara a ficarui membu al echipei, in domeniul temei propuse o Domenii de competenta si rezultate semnificative - documentate atat prin rezultate teoretice cat

si prin rezultate practice. o Lucrari semnificative publicate (max. 5 lucrari) o Modalitati de valorificare/diseminare a rezultatelor - publicatii, brevete, participari la

conferinte o proiecte obtinute de catre membrii echipei - titlul, nivel de finantare, sursa de finantare,

durata


Conf. Dr. Ing. Gheorghe PRISACARU Domeniile de competentă :

• Mecatronică; Actuatori;Organe de maşini; Tribologie; Proiectarea asistata de calculator. Teza de doctorat in domeniul rulmentilor radial cu role cilindrice (propunerea unei geometrii interne

optimizate a acestui tip de rulment cu incarcare complexa); Abordarea cinematicii si dinamicii in tribocontactele cu rostogolire; Crearea de programe de simulare pe calculator a functionarii rulmentilor, programe ce servesc ca

instrumente de proiectare optimizata a acestor rulmenti. Obtinerea unei finantari de la CNFIS de tip PIP (5000 USD) pentru achizitionarea unei instalatii complete

de testat sisteme liniare de la INA (Germania). Profesor invitat la HTW des Saarlandes 1999 ,2000, 2001,2002,2004 si la INSA Lyon – Franta, 1999, 2005 Vizite de documentare la firmele FESTO şi SCHENK - Germaniai 2001; Coordonator Program LEONARDO in domeniul Mecatronicii cu vizite de documentare la HTW des

Saarlandes si FESTO – Germania, in 2004 ; Coordonator Consortiu European CAROLUS MAGNUS din partea Univ. Tehnice Iasi, incepand din anul

2005. Vizita de documentare la IUT Bethun – Franta, 2005. Organizarea Primei Olimpiade Naţionale de Mecatronică, octombrie 2002, Cluj-Napoca. Cărţi reprezentative: 1. Gh. Prisăcaru, Actionarea roboţilor industriali, Editura VIE, ISBN - 973-99759-6-8, 2000, Iaşi. Lucrări reprezentative ( in corelatie cu tema): 1. D.N.Olaru, S. Cretu, G. Prisacaru, P. Lorenz, D. Rudy, Tribology-Improving the Quality in the Linear rolling Guidance System, Part 1: Friction in Two Contact Points System, Proceedings of the 13th International Colloquium Tribology, Stuttgart/Ostfildern (Germany), Jan. 15-17, 2002, vol. I, ISBN 3-924813-48-5, p. 703-709. 2. D. N. Olaru, P.Lorenz, D. Rudy, Gh. Prisacaru, D. Antaluca, Friction in the Circular – Arc Grooves Linear Rolling Guidance System, The Annals of University “Dunarea de Jos“ of Galati, Fascicle VIII, Tribology, 2003, ISSN 1221-4590. 3. Gh. Prisacaru, Sp. Cretu, D.N. Olaru, P. Lorenz, Cylindrical roller bearing carrying thrust load, 2nd World TRIBOLOGY Congress, 03 - 07 September 2001, Vienna, AUSTRIA - Messe Congress Center (lucrarile editate pe CD). 4. Olaru, D.N.,Lorenz, P., Prisacaru, Gh.: Friction Coefficient in a Micro Linear Rolling System for MEMS Applications, In Proc of 50. Internationales Wissenschaftliches Kolloquium, Technische Universität Ilmenau, 19-23 September 2005. 5. Gh. Prisacaru, D. Olaru , P. Bârsanescu, Electroactive Polymer (Eap) Actuators Part I: Current status, Part II; Applications, Buletin IPI,Tom LII, Fasc. 6B, Sectia Constructii de Masini, 2006, p.69-82. 6.Gh. Prisacaru., D. Olaru, Electroactive polymer (EAP) applications; Part I: EAP-Artificial muscles, Conferinta stiintifica internationala TMCR 2007, Chisinau, 31mai-03 iunie 2007, vol.3, p.321-323. 7. Gh. Prisacaru., D. Olaru, Electroactive polymer (EAP) applications; Part II: EAP-Devices, Conferinta stiintifica internationala TMCR 2007, Chisinau, 31mai-03 iunie 2007, vol.3, p.324-327. - Peste 90 de lucrari stiintifice publicate sau sustinute la manifestari stiintifice in domeniile tribologie, rulmenti, sisteme de ghidare liniare, microsisteme mecatronice, actuatori pentru mecatronica. Proiecte si contracte de cercetare 1. Proiect PIP – CNFIS: Laborator multifuncţional, mijloc de creşterea eficienţei în instruirea studenţilor, cod CNFIS 116/2000, in valoare de 5000 USD, Director proiect: Conf. dr.ing. Gh. Prisacaru; 2. Proiect ANSTI nr.6177/2000, Tema A23, STUDIUL TRIBOLOGIC AL SISTEMELOR DE GHIDARE LINIARE CU ROSTOGOLIRE, Director proiect Conf. Dr. Ing. Gheorghe Prisăcaru 3.Contract 6182/25.10.2000, tema B2/2000 (in calitate de colaborator extern - P.Poni) – Polimeri cu structuri si arhitecturi speciale. Corelatii sinteza-structura-proprietati. Beneficiar : ANSTI 4.Contract nr.35259/2001, tema 48 cod CNCSIS 282 (3 ani2001-2003)(colaborator) – Cercetari privind fiabilitatea sistemelor de ghidare liniare cu rostogolire in corelatie cu procesele tribologice si precizia de functionare. Beneficiar: CNCSIS – director Prof. D. Olaru; Valoarea 55 000 000 lei/2001, 52 000 000 lei/2002, 67 000 000 lei/ 2003 5. Contract nr. 40222 / 2003, tema 17 cod CNCSIS 830: Studiul tribologic al contactului capat rola-umar de ghidare in rulmenti cu role cilindrice sub sarcina combinata pe perioada rodajului. Beneficiar: CNCSIS –Director grant conf. Gh. Prisacaru 6. Grant CNCSU – BM tip D, Tema: ASIGURAREA CALITĂŢII SI FIABILITATII SISTEMELOR MECANICE IN CORELAŢIE CU PROCESELE TRIBOLOGICE SI FENOMENELE DE OBOSEALA MECANICA. Director tema: prof.dr.ing.Spiridon Cretu,Valoarea totală 60 000 USD; Perioada 1998-2002; 7. Grant CNCSIS TIP A cod 537/2004, 2005, 2006, Tema: CERCETARI PRIVIND FIABILITATEA SISTEMELOR MECATRONICE IN CORELATIE CU PROCESELE MACRO, MICRO SI NANOTRIBOLOGICE, colaborator, director Prof. D. Olaru; Valoarea 140 000 000 lei/2004, 180 000 000 lei/2005, 200 000 000 lei/ 2006 8. Grant CNCSIS tip A - 2007 cu tema : POLIMERII ELECTROACTIVI (PEA) - O NOUA CLASA DE ACTUATORI NECONVENTIONALI, director de grant. Aprobat in iunie 2007.


Sl. Dr. Ing. Gelu IANUS Domenii de competenta Organe de Masini, Tribologie, Vibratii Mecanice, Masini textile, Fiabilitate, Doctor din anul 2001. Tema tezei de doctorat: Contribuţii la studiul influenţei lubrificaţiei asupra fiabilităţii rulmenţilor (lubrifianţi plastici) – conducator stiintific prof. dr. ing. Mihai GAFITANU Lucrari stiintifice reprezentative:

• Ianuş G., Hanganu, L., C., Apreciations on lubricant degradation of card cylinders bearings with vibrodiagnosis help,

Conferinţa Internaţională “Tehnologii moderne, calitate, restructurare”, TMCR-2005, Chişinău, mai 2005, vol. 5a, p. 571-574, ISBN 9975-9775-3-2.

• Ianuş G., Hanganu, L., C., The pressure force influency of the drafting systems elastically arms from ring frames on the bearings reliability, Conferinţa Internaţională “Tehnologii moderne, calitate, restructurare”, TMCR-2005, Chişinău, mai 2005, vol. 5a, p. 575-578, ISBN 9975-9775-3-2.

• Ianuş G., Hanganu, L., C., Estimation methods concerning lubrication quality of card cylinders bearings, Conferinţa Internaţională “Tehnologii moderne, calitate, restructurare”, TMCR-2005, Chişinău, mai 2005, vol. 5a, p. 579-582, ISBN 9975-9775-3-2.

• Dumitru Olaru, Gelu Ianus, And Peter Lorenz, “Analitycal models for adhesive contact between a sphere and flat surface with aplications in the micro-rolling linear sistems” ACME – 2006, Iaşi, 16 – 17 iunie, Buletinul Institutului Politehnic din Iaşi, Tomul L (LIV), Fasc. 6A, 2004, Secţia Construcţii de maşini, p.257 – 262, ISSN 1011-2855.

• Gelu Ianus, Dumitru Olaru, Peter Lorenz “Applications of Analytical Mmodels forAdhesion In the Micro-rollingLlinearSsystems” Conferinţa Internaţionala ADEMS’07, ACTA TECHNICA NAPOCENSIS, 50, vol. II issn 1221-5872, pag. 397-400, 2007

• Ianus Gelu, Grigoras Stefan, Hanganu Constantin Lucian, Marian Boran ”The Effects of the Damaged Structure of Grease’s Soaps on Ball Bearings Vibration” BIBLIOTECA CHIMIEI – MATERIALE PLASTICE Nr.1/2007 ISSN 0025/5289 pag. 47-50

Granturi castigate prin competitie in calitate de director

• Grant A Nr. inreg . CNCSIS 490 tema 44/2005 FIABILITATEA SISTEMELOR DE CONTROL ACTIV A MASINILOR TEXTILE CONSIDERAND PROCESELE MACRO, MICRO SI NANOTRIBOLOGICE SPECIFICE

Membru în colective de cercetare la granturi :

• Grant D221 (COD CNCSIS: 221). Nr. de inregistrare la CNCSIS: 7397/6.09.2000. Tema: Fiabilitatea

lubrifiantilor contactelor cu rostogolire . Modele, concepte , experiment ; Director proiect : prof. dr ing. Mihai GAFITANU

• Grant A Nr. inreg . CNCSIS 518 tema 27/2004 SISTEME DE CONTROL ACTIV A SUBANSAMBLELOR SPECIFICE MASINILOR TEXTILE SI IMPLEMENTAREA ACESTORA LA MASINILE PENTRU FILATURA Director grant : Conf. dr ing. Lucian Constantin HANGANU

• CEEX 205/20.07.2006 SISTEME MECATRONICE MOBILE INTELIGENTE CU IMPACT ECOLOGIC PENTRU ECHIPAMENTE TEXTILE

Director grant: Conf. dr ing. Lucian Constantin HANGANU

10.4.1.2.2. Cercetatori in formare

Delimitarea clara si credibila a rolului lor in desfasurarea activitatilor de cercetare in cadrul proiectului, specificandu-se denumirea tezelor de doctorat (daca este cazul).

Prezentul proiect deschide o nouă perspectivă în dezvoltarea şi formarea resursei umane înalt calificată la Universitatea Tehnică “Gh. Asachi” din Iaşi pe domeniu prioritare în cercetarea românească şi pe plan mondial: micro şi nanotehnologii. Apreciem că prezentul proiect aduce următoarele contribuţii la dezvoltarea resursei umane înalt calificate: 1.In primul rând se oferă posibilitatea închegării unui colectiv de cercetare interdisciplinară în domeniul proceselor tribologice (de frecare) la nivelul micro şi nanosistemelor existente în structurile mecatronice, domeniu abordate doar tangenţial până în prezent în România. 2. In egală măsură, antrenarea tinerilor doctoranzi în activităţile de cercetare pe acest domeniu prioritar oferă


posibilitatea de a se crea o şcoală puternică şi durabilă de cercetare în domeniul micro şi nanotehnologiilor şi-n egală măsură, în domeniul mecatronicii. Totodată, noile echipamente ce vor fi achiziţionate prin proiect, împreună cu cele existente şi modernizate pentru investigaţii în domeniul frecarii la scara micro si vor asigura o pregătire pentru performanţe în domeniul mecatronicii şi al tribologiei 3. Echipa inclusă în prezentul proiect cuprinde 2 doctoranzi cu teme în corelaţie cu prezentul proiect, în diverse stadii de pregătire a doctoratului: Drd. Ing. Ciprian STAMATE Doctorand cu frecvenţă din octombrie 2004 în specialitatea Tribologie şi Organe de maşini la Catedra Organe de Masini si Mecatronica din Univ. Tehnica “Gh. Asachi” Iasi . Conducător de doctorat: prof. dr. ing. Dumitru OLARU. Tema de doctorat: CONTRIBUTII LA STUDIUL TEORETIC SI EXPERIMENTAL AL FORTELOR IN MICROSISTEME BIOLOGICE SI MECATRONICE Absolvent al Facultăţii de Mecanică , Secţia Mecatronică (5 ani) şi a specializării de Masterat Tribologia Sistemelor Mecanice – 1 an. Participare program SOCRATES 3 luni la ULBruxelles, în perioada februarie – mai 2003 Competenţe în domeniile Mecatronică, Tribologie, Programare,Modelare si simulare, Microsisteme, Electronica. Lucrări publicate: 1. C. Stamate, “Mecanical performance of internal fixation plates fot tibial fractures”– Al V-lea Simpozion National de Biomateriale, Biomateriale si Aplicatii Medico–Chirurgicale, Iasi, 28 - 29 octombrie 2005, ISBN 973-627-237-0; 2. C.Stamate, M. Cretan, O.D.Zaharia, Nanotechnology in Medical Applications, Buletin IPI,Tom LII, Fasc. 6B, Sectia Constructii de Masini, 2006, p.83-90. 3. Cretan, M.,Stamate, C., Zaharia O.D., The reconstruction of the intervertebral disc using CT of lumbar spine and AutoCAD” - Tehnologii Moderne, Calitate, Restructurare (T.M.C.R. 2007), Ediţia XI-a, vol.3, Chişinău, 31 mai - 03 iunie 2007, ISBN 978-9975-45-037-9; 4. Stamate, C., Olaru, D., The influence of the atmospheric condensed water of friction in a micro rolling systems” - Tehnologii Moderne, Calitate, Restructurare (T.M.C.R. 2007), Ediţia XI-a, vol.3, Chişinău, 31 mai - 03 iunie 2007, ISBN 978-9975-45-037-9. Membru in colective de cercetare: 1. CEEX modul I/2006, contract nr. 205/26 iulie 2006, cu tema: Sisteme mecatronice mobile inteligente cu impact ecologic pentru echipamente textile SYMTEX, Director de proiect: Conf.dr.ing. Lucian C. HANGANU, Universitatea Tehnică “Gh.Asachi” Iaşi. 2. Grant CNCSIS TIP A cod 537/2004, 2005, 2006 Tema: CERCETARI PRIVIND FIABILITATEA SISTEMELOR MECATRONICE IN CORELATIE CU PROCESELE MACRO, MICRO SI NANOTRIBOLOGICE. Director grant: prof. dr. ing. Dumitru Olaru. Specializari: - Analyse d’Images et Reconnaissance de Formes (2002-2003); ELEC376; - Automatique; Systèmes Discrets (2002-2003); ELEC245; - Constructions Mecanique et Robotique (2002-2003);SCMERO Doctorandul ing. Ciprian Stamate are tema de doctorat axata pe frecarea in microsisteme mecatronice si biologice. O parte din rezultatele teoretice si experimentale obtinute in prezentul proiect vor constitui baza tezei de doctorat pe care urmeaza sa o sustina in anul 2009. Drd. Ing. George Constantin PUIU Asist. Univ. la Universitatea din Bacau Doctorand fără frecvenţă din octombrie 2004 în specialitatea Tribologie şi Organe de maşini la Catedra de Organe de Masini si Mecatronica din Universitatea Tehnica “Gh. Asachi” Iasi Conducător de doctorat: prof. dr. ing. Dumitru OLARU. Tema de doctorat: CONTRIBUTII PRIVIND CRESTEREA PERFORMANTELOR SURUBURILOR CU BILE IN CORELATIE CU PROCESELE TRIBOLOGICE Absolvent al Facultăţii de Inginerie – Univ. Bacau, specializarea TCM in anul 2002. Este asisent la disciplinele de Organe de masini si Tribologie. Participare program SOCRATES- 5 luni la Universitatea din Stralsund- Germania, în perioada februarie – iunie 2000. Competenţe în domeniile, Tribologie, Programare, Modelare si simulare a sistemelor mecanice si a proceselor tribologice


Lucrări publicate: 1. D.N.Olaru, Gh. Puiu, L.Balan, V.Puiu, A NEW MODEL TO ESTIMATE FRICTION TORQUE IN A BALL SCREW

SYSTEM, Proc . of Int. Colloquium “Product Engineering.Echo Design and technology and Green Energy”, Springer Edition , 2004, p 333- 346

2. D.N.Olaru, Gh. Puiu, V.Puiu, FRICTION IN A BALL SCREW SYSTEM, 12 th International Conference on EHD and Traction, VAREHD 12, Suceava, 2004,CD-ROM, ISBN 973-666-119-9 3. Puiu, V., Ciucescu, D., Simionescu, Gh., Puiu, G.C, Influence of Oils on the Kinematical Friction Coefficient on Motion Screws”, Xth International Science and Engineering Conference „Machine-Building and Technosphere of the XXI Century”, Sevastopol, 2003. 4. Puiu G, Olaru D., Puiu V., Friction in a Micro Ball- Screw System, Tehnologii Moderne, Calitate, Restructurare (T.M.C.R. 2007), Ediţia XI-a, vol.3, Chişinău, 31 mai - 03 iunie 2007, ISBN 978-9975-45-037-9.

Doctorandul ing. George Puiu are o tema de doctorat axata pe procese de frecare in suruburi cu bile utilizate in structurile mecatronice, cu abordarea suruburilor miniaturale. Are deja elaborat un model original de frecare in suruburi cu bile si se urmareste extinderea acestui model la microsisteme cu rostogolire. O parte din rezultatele prezentului proiect vor face obiectul tezei de doctorat, teza pe care preconizam a fi finalizata la sfarsitul anului 2009.

CERCETĂRI PRIVIND REDUCEREA FRECARII IN MICROSISTEME MECATRONICE

Documents

Transcript of CERCETĂRI PRIVIND REDUCEREA FRECARII IN MICROSISTEME MECATRONICE