Modelling the durability of sliding contacts

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

Abstract

Geschmierte Gleitkontakte, welche betriebsbedingt im Mischreibungsgebiet operieren, sind aus zahlreichen Anwendungen des täglichen Lebens nicht mehr wegzudenken. Infolge der systembedingten Eigenschaften sind sie erhöhter Reibung, fortwährendem Verschleiß, und bei falscher Auslegung auch einem Totalausfall durch z.B. adhäsives Verschweißen unterworfen. Für diesen letzten Punkt fehlen noch umfassende Modelle um die Zuverlässigkeit solcher Gleitkontakte vorab bewerten zu können. Lokale Konzepte, wie sie bereits bei der Bewertung von mildem Verschleiß Anwendung finden, können hier genutzt werden. Prinzipiell sollen Daten, welche im Labor ermittelt werden, auf eine Anwendung im Feld übertragen werden. Um diese Idee für die Bewertung der Ausfallsicherheit anzupassen, ist es nötig verschiedene Sub-Methodiken zu entwickeln. Laborbasierte Testmethodiken bilden dabei die Grundlage zur Erfassung der charakteristischen Tribosystem-Parameter. Beispielsweise können Systeme wie Kolbenring / Zylinderwand, Flügelzellenpumpe oder hydrodynamisches Gleitlager trotz der Reduktion auf ein laborbasiertes Prüfsystem, anwendungsnah dargestellt werden. Entsprechende Überlegungen zur Prüfstrategie vervollständigen die Tribosystem-Charakterisierung. Um mit laborbasierten Testergebnissen eine Aussage über das Fressverhalten von entsprechend komplexeren Anwendungssystemen treffen zu können, ist ein neuartiges Modell zur Beschreibung des, mitunter zeitabhängigen, Fressverhaltens erstellt worden. Mithilfe eines Ansatzes zur Schadensakkumulation können Fressversuche mit verschiedenen Belastungsgeschichten verglichen werden. Die Erfassung bzw. Validierung dieser Submethodik erfolgt an einem Ring-on-Disc Modellprüfsystem. Für die Übertragung des experimentell ermittelten Fressverhaltens wird anschließend eine computergestützte Simulation des Zielsystems herangezogen. In dieser Arbeit wird zu Validierungszwecken ein Tribometer mit Gleitlagerprüfkonfiguration simuliert und bezüglich des zeitlich und örtlich variierenden Asperitätendrucks ausgewertet. Neben dem systemunabhängigen Einsatz zur Modellierung des Fressverhalten können mithilfe des neuartigen Ansatzes, lokale Effekte zur Versagenseinleitung detektiert und diskutiert werden. Dadurch ergibt sich neben dem unmittelbaren Wert für die Industrie als mögliches Auslegungswerkzeug, auch Potential im wissenschaftlichen Einsatz. Trotz bereits erkannten Verbesserungspotential konnte der neuartige Ansatz erfolgreich validiert werden.

Details

Titel in ÜbersetzungModellierung der Ausfallsicherheit von Gleitkontakten
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
StatusVeröffentlicht - 2021