InSitu tribological and fracture mechanical investigation of Thermoplastic Polyurethanes

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Autoren

Abstract

Ein viel diskutiertes Thema ist Energie- und Ressourcenschonung durch die Entwicklung neuer Technologien sowie besserer Materialien. Das ist auch ein Thema in tribologischen Anwendungen zum Beispiel für Dichtungen. Ein anwendungsoptimiertes Material weist eine höhere Lebensdauer auf und führt somit zu längeren Wartungsintervallen. Ein entscheidender Faktor bei Dichtungen ist Verschleiß, welcher in den meisten Fällen nach einer gewissen Zeit zum Versagen führt. Es ist wichtig den Verschleißinitiierungsprozess zu verstehen um dem Versagen von Dichtungen vorzubeugen. Um die verschiedenen Einflussfaktoren auf tribologische Werte wie Reibungskoeffizient und Verschleißrate zu verstehen wurde eine Variation an Prüfparametern wie Zeit, Last, Rauheit, Bewegungsart und Schmierung für zwei Thermoplastische Polyurethane (TPU) an verschiedenen Tribometern untersucht. Um Informationen über den Verschleißinitiierungsprozess zu erhalten wurden Versuche an einem reziproken InSitu-Tribometer durchgeführt. Dieser Aufbau ermöglicht es die Prozesse, welche im Kontaktbereich vonstattengehen und wie die Verschleißpartikel interagieren, zu beobachten. Damit das Risswachstumsverhalten besser verstanden werden kann, wurden dynamische Versagensversuche mit „Faint-Waist-Pure-Shear“ Prüfkörpern durchgeführt. Diese spezielle Geometrie stellt ein horizontales Risswachstum sicher, welches die Beobachtung des wachsenden Risses erleichtert. Das übergeordnete Ziel war ein mathematischer Vergleich um eine Korrelation zwischen tribologischen und bruchmechanischen Werten zu finden. Grundlage dafür ist eine Proportionalität der tribologischen Verschleißraten und der bruchmechanischen Versagenszyklenzahl. Aufgrund der gegebenen Übereinstimmung können die experimentell erhaltenen Werte der Versagenstests für die Berechnung einer Verschleißrate alleinig basierend auf den bruchmechanischen Werten verwendet werden. Der Trend dieser berechneten Verschleißraten kann in einigen Parametervariationen der tribologischen Versuche gefunden werden.

Details

Titel in ÜbersetzungInSitu tribologische und bruchmechanische Untersuchungen von Thermoplastischen Polyurethanen
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung19 Okt. 2018
StatusVeröffentlicht - 2018