Einfluss der thermomechanischen Deformationen auf das Betriebsverhalten beschichteter Axialgleitlager

Einfluss der thermomechanischen Deformationen auf das Betriebsverhalten beschichteter Axialgleitlager von Kraft,  Christian
Die vorliegende Arbeit stellt einen Beitrag zur numerischen Analyse des thermoelastohydrodynamischen Verhaltens von Axialgleitlagern dar und befasst sich mit dem Einfluss der Deformationen beschichteter Segmente auf das Betriebsverhalten des Gesamtlagers. Im Fokus liegt der Vergleich des Verformungsverhaltens von Kippsegmenten mit Weißmetallbeschichtungen im Vergleich zu polymerbeschichteten und ihrer Rückwirkung auf den hydrodynamischen Schmierfilm, der für die Lagerkennwerte wie den maximalen Schmierfilmdruck und die maximale Laufflächentemperatur sowie für die minimale Schmierfilmhöhe bestimmend ist. Für die detaillierte Analyse der Eigenschaften von Axialgleitlagern mit beschichteten Laufflächen unter extremen Betriebsbedingungen wurde im Rahmen der Arbeit das Gleitlagerberechnungsprogramm COMBROS A weiterentwickelt. Im Vordergrund stand dabei die Verbesserung der Approximation der Segmentdeformationen. Mit einem komplexen Gesamtmodell wurden der Einfluss der Laufschichtdicken von Weißmetall, PEEK und PTFE untersucht. Dabei zeigt sich, dass zu hohe Laufschichtdicken bei Polymeren zu einer Abnahme der minimalen Schmierfilmhöhe und somit faktisch zunächst einmal zu einer Abnahme der Betriebssicherheit führen. In Bezug auf die Lagergröße lässt sich feststellen, dass Lager mit Weißmetall beschichteten Segmenten mit zunehmender Größe und Belastung mehr zur Aufbiegung neigen und infolgedessen die Druckbelastung wächst. Dem gegenüber zeigen polymerbeschichtete Segmente bei sehr großen Belastungen mit zunehmender Lagergröße ein günstigeres Tragverhalten in Bezug auf die maximale Druckbelastung.
Aktualisiert: 2022-05-12
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Methode zur dauerfesten Auslegung hydrodynamischer Gleitlager

Methode zur dauerfesten Auslegung hydrodynamischer Gleitlager von Sous,  Christopher
Der anhaltende Trend des downsizing führt zu Belastungsanstiegen in Lagerungen. Hierdurch werden bestehende Festigkeitsreserven immer weiter aufgezehrt. Infolge dessen wird eine zuverlässige Dauerfestigkeitsauslegung dieser Lagerungen benötigt. Für Gleitlager kann eine solche Auslegung mit den derzeit verfügbaren Normen nicht geleistet werden. Es wird in der Auslegung kein dynamischer Festigkeitsnachweis für Gleitlager erbracht. Das Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung einer Methode zur dauerfesten Auslegung hydrodynamischer Gleitlager. Kernpunkt der Methode ist die Entwicklung einer Vorgehensweise zur Bestimmung einer geeigneten Versagenshypothese zur Erbringung des Festigkeitsnachweises. Mittels verschiedener Berechnungsverfahren werden externe in lokale Belastungen und konsekutiv in lokale Beanspruchungen überführt. Diese werden durch eine Auswahl von Versagenshypothesen ausgewertet und eine Bauteilbelastbarkeit berechnet. Experimentelle Untersuchungen liefern die reale Bauteilbelastbarkeit. Durch verschiedene Evaluierungsparameter wird die Prognosegüte der einzelnen Versagenshypothesen bewertet und für die Auslegung geeignete Versagenshypothesen identifiziert. Die in den Untersuchungen betrachtete Zinn-Basis-Legierung weist einen heterogenen Gefügeaufbau auf. In der entwickelten Methode wird ein Vorgehen zur Berücksichtigung dieses Einflusses gezeigt.
Aktualisiert: 2023-03-30
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