Tribologische Kontaktsimulation elastomerer Dichtungswerkstoffe
Publikationen: Beitrag in Fachzeitschrift › Artikel › Forschung › (peer-reviewed)
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in: Tribologie und Schmierungstechnik, Jahrgang 64.2017, Nr. 1, 2017, S. 15-24.
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TY - JOUR
T1 - Tribologische Kontaktsimulation elastomerer Dichtungswerkstoffe
AU - Hausberger, Andreas
AU - Krampl, Herbert
AU - Grün, Florian
AU - Gódor, Istvan
AU - Pinter, Gerald Gerhard
AU - Schwarz, Thomas
PY - 2017
Y1 - 2017
N2 - Der vorliegende Artikel thematisiert die Simulation des Kontakt- und Reibungsverhaltens von thermoplastischen Polyurethanen in Kombination mit einem Stahlgegenkörper. Weiters werden in diesem Zusammenhang zwei kommerzielle Finite Elemente Methoden (FEM) bzw. die zugehörigen Softwarepakete (Abaqus und Comsol) verwendet und gegenübergestellt, um die allfällige bestehende Varianz im simulierten Komponentenverhalten aufgrund unterschiedlicher Simulationsumgebungen aufzuzeigen. Experimentell ermittelte Materialdaten wurden im Zuge der Untersuchungen mit Hilfe eines hyperelastischen Materialmodells implementiert. Basierend auf Simulationen der lokalen Spannungs- und Dehnungsverteilungen in den Werkstoffen, wurde eine gekoppelte Kolbenstangendichtungssimulation aufgebaut. Das Modell erlaubt die Berechnung des Schmierfilmdrucks im Bereich der Dichtlippe und der Stange, wie auch der minimal erforderlichen Schmierfilmdicke. Das Schubspannungs- und Deformationsverhalten beider Simulationsprogramme hängt stark von den gewählten Kontakt- und Reibungseinstellungen ab, welche in den jeweiligen Programmen auf spezifische Weise implementiert sind. Die Ergebnisse aus den Berechnungen zeigen Unterschiede in den modellierten Kontaktsituationen aufgrund der unterschiedlichen Kontakt- und Reibungsdefinitionen in den beiden verwendeten FEM Software Paketen.
AB - Der vorliegende Artikel thematisiert die Simulation des Kontakt- und Reibungsverhaltens von thermoplastischen Polyurethanen in Kombination mit einem Stahlgegenkörper. Weiters werden in diesem Zusammenhang zwei kommerzielle Finite Elemente Methoden (FEM) bzw. die zugehörigen Softwarepakete (Abaqus und Comsol) verwendet und gegenübergestellt, um die allfällige bestehende Varianz im simulierten Komponentenverhalten aufgrund unterschiedlicher Simulationsumgebungen aufzuzeigen. Experimentell ermittelte Materialdaten wurden im Zuge der Untersuchungen mit Hilfe eines hyperelastischen Materialmodells implementiert. Basierend auf Simulationen der lokalen Spannungs- und Dehnungsverteilungen in den Werkstoffen, wurde eine gekoppelte Kolbenstangendichtungssimulation aufgebaut. Das Modell erlaubt die Berechnung des Schmierfilmdrucks im Bereich der Dichtlippe und der Stange, wie auch der minimal erforderlichen Schmierfilmdicke. Das Schubspannungs- und Deformationsverhalten beider Simulationsprogramme hängt stark von den gewählten Kontakt- und Reibungseinstellungen ab, welche in den jeweiligen Programmen auf spezifische Weise implementiert sind. Die Ergebnisse aus den Berechnungen zeigen Unterschiede in den modellierten Kontaktsituationen aufgrund der unterschiedlichen Kontakt- und Reibungsdefinitionen in den beiden verwendeten FEM Software Paketen.
M3 - Artikel
VL - 64.2017
SP - 15
EP - 24
JO - Tribologie und Schmierungstechnik
JF - Tribologie und Schmierungstechnik
SN - 0724-3472
IS - 1
ER -