In der Ausbildung von Maschinenbauer:innen und Fertigungstechniker:innen wird auf die Schmierstoffe nur so weit eingegangen, als diese existieren und einen Einfluss auf die Tribosysteme haben. Eine tiefergehende Beschäftigung findet mit Hinweis auf die komplexen chemischen Zusammenhänge nicht statt. Das vorliegende Buch bringt Licht in die "dunkle" Seite der Tribologie und erklärt die Funktion des "Zwischenstoffs". Dazu wird die bestehende Literatur kritisch ausgewertet. Ergänzend werden Modelle vorgestellt. Die Monografie verhilft den Lesenden zu einem besseren Verständnis der Wechselwirkungen auf der Metalloberfläche und in der Randschicht von Bauteilen.
Aktualisiert: 2023-06-15
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Analyse von Einflussparametern
auf den Stick-Slip-Effekt mittels Tribometer- versuchen und FE-Simulation
Analysis of System Parameters on the Stick-Slip-Effect through Tribometer Tests and Finite Element Computations
Experimentelle Untersuchungen zum Einlaufverhalten bleifreier Sondermessinglegierungen
Experimental Investigations into the Running-in Behavior of Lead-free Special Brass Alloys
Turning of high strength, austenitic stainless steels
Thermo-oxidative grease service life evaluation - laboratory study with the catalytically accelerated method using the RapidOxy
Impact of thermal cycles on tribological properties and oxidation of MoS2 coatings
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Aktualisiert: 2023-06-15
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In der Ausbildung von Maschinenbauer:innen und Fertigungstechniker:innen wird auf die Schmierstoffe nur so weit eingegangen, als diese existieren und einen Einfluss auf die Tribosysteme haben. Eine tiefergehende Beschäftigung findet mit Hinweis auf die komplexen chemischen Zusammenhänge nicht statt. Das vorliegende Buch bringt Licht in die "dunkle" Seite der Tribologie und erklärt die Funktion des "Zwischenstoffs". Dazu wird die bestehende Literatur kritisch ausgewertet. Ergänzend werden Modelle vorgestellt. Die Monografie verhilft den Lesenden zu einem besseren Verständnis der Wechselwirkungen auf der Metalloberfläche und in der Randschicht von Bauteilen.
Aktualisiert: 2023-06-05
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Aktualisiert: 2023-05-24
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Aktualisiert: 2023-05-23
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Aktualisiert: 2023-05-08
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Aktualisiert: 2023-05-08
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Aktualisiert: 2023-04-20
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Aktualisiert: 2023-03-04
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In der vorliegenden Arbeit wird eine Mischreibungssimulation, welche auf einem isotropen, homogenen, linear-elastischen und temperaturunabhängigen Materialverhalten für metallische Werkstoffe basiert, für polymere Komposite erweitert. In der Simulation erfolgt eine Skalentrennung. Auf der Mikroskala wird auf Rauheitsebene die Kontakt- und Fluidsimulationen durchgeführt. Deren Ergebnisse werden als effektive Eigenschaften auf der Makroskala verwendet. Auf der Makroskala erfolgt eine Mischreibungsberechnung basierend auf einer thermo-elasto-hydrodynamischen Simulation. Als Analyseobjekt dient ein Radialgleitlager mit Stahlwelle und PEEKCF30-Lagerbuchse. Auf der Mikroskala wird eine heterogene FEM-Kontaktsimulation mit rauen Oberflächen entwickelt, welche die reale Faserverteilung mit gemessenen Rauheiten überlagert. Durch die heterogene Kontaktsimulation werden signifikant geringere Kontaktsteifigkeiten gegenüber der homogenen Kontaktsimulation basierend auf PEEKCF30-Zugversuchen erreicht, da auf der Mikroskala die Matrixeigenschaften die Kontaktsteifigkeit dominieren. Es stellt sich heraus, dass durch variierende Rauheiten und Faseranteile in der Oberfläche a priori keine generische, effektive, homogene Steifigkeit für die Kontaktsimulation eines heterogenen Materials auf der Mikroskala möglich ist. Das entwickelte Kontaktmodell liefert hierfür einen Lösungsansatz. Die Makroskala wird um thermische Effekte erweitert. Temperaraturabhängige Kontaktsteifigkeiten sowie die Berücksichtigung der Temperaturdehnung führen bei erhöhten Temperaturen zu geringeren Reibungszahlen. Die Validierung der Modellerweiterungen am Gleitlagerprüfstand zeigt signifikante Verbesserungen in der Reibungsvorhersage für kurzfaserverstärkte polymere Werkstoffe.
Aktualisiert: 2020-07-07
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Eine verlässliche Auslegung von Gleitlagern in Planetengetrieben ist aufgrund der speziellen Kinematik, des Deformationsverhaltens der Bauteile und der hohen Belastungen bei sehr niedrigen Umfangsgeschwindigkeiten mit der Berechnungssoftware für konventionelle Gleitlager nicht möglich. Zur Unterstützung des Konstruktionsprozesses wurde das validierte Lagerberechnungsprogramm COMBROS R an die Randbedingungen in Planetengetrieben angepasst und um ein Mischreibungs- sowie Verschleißmodell erweitert. Die Verschleißrechnung berücksichtigt neben der makroskopischen Änderung der Spalthöhe wegen eines Materialabtrags auch die mikroskopische Änderung der Oberflächenstruktur. Das implementierte Mischreibungs- und Verschleißmodul werden mit statischen und dynamischen Betriebspunkten an einem Prüfstand validiert. Die Deformationen des Bolzens, Planeten und einer optional verwendeten Schwimmbuchse werden mit Hilfe von Elastizitätsmatrizen erfasst, deren Dimensionen im Vorfeld auf die Knoten auf der Lauffläche reduziert wurden, und somit eine effiziente Berechnung der Lagerstellen ermöglichen.
Im Rahmen der durchgeführten Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass sowohl Mischreibung als auch Verschleiß transiente Prozesse sind, die maßgeblich von der Oberflächenrauheit abhängen. Weiterhin können alle verwendeten Parameter durch eine umfassende Oberflächenanalyse bestimmt werden. Schließlich ist bei der Simulation von Planetenradgleitlagern eine Berücksichtigung der Bauteilteildeformationen unerlässlich, da diese das Betriebsverhalten der Lager deutlich verbessen, und die Ergebnisse der durchgeführten Feldversuche bestätigen.
Aktualisiert: 2020-07-02
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Die Simulation tribologischer Kontakte in Mischreibung ist aufgrund der auf verschiedenen Zeit- und Größenskalen auftretenden physikalischen und chemischen Mechanismen eine große Herausforderung. Die Verlässlichkeit der berechneten Werte muss durch Abgleich mit Experimenten, der Validierung, sichergestellt werden. Die vorliegende Arbeit behandelt die Validierung der Reibkraftberechnung eines Gleitlagers bei Mischreibungsbedingungen und geht dabei auf den Einfluss der experimentellen und numerischen Unsicherheiten ein. Um den Einfluss dieser Unsicherheiten auf die berechnete Reibkraft zu berücksichtigen, wird ein probabilistischer Vergleich von Simulation und Experiment basierend auf den stochastischen Methoden aus dem mathematischen Fachgebiet der Uncertainty Quantification vorgeschlagen. Die in der Arbeit entwickelten Methoden ermöglichen durch die Berücksichtigung von Unsicherheiten eine genauere Interpretation der Validierung von Mischreibungssimulationen und somit eine Verbesserung der Simulationsmodelle.
Aktualisiert: 2020-01-17
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Die Simulation tribologischer Kontakte in Mischreibung ist aufgrund der auf verschiedenen Zeit- und Größenskalen auftretenden physikalischen und chemischen Mechanismen eine große Herausforderung. Die Verlässlichkeit der berechneten Werte muss durch Abgleich mit Experimenten, der Validierung, sichergestellt werden. Die vorliegende Arbeit behandelt die Validierung der Reibkraftberechnung eines Gleitlagers bei Mischreibungsbedingungen und geht dabei auf den Einfluss der experimentellen und numerischen Unsicherheiten ein. Um den Einfluss dieser Unsicherheiten auf die berechnete Reibkraft zu berücksichtigen, wird ein probabilistischer Vergleich von Simulation und Experiment basierend auf den stochastischen Methoden aus dem mathematischen Fachgebiet der Uncertainty Quantification vorgeschlagen. Die in der Arbeit entwickelten Methoden ermöglichen durch die Berücksichtigung von Unsicherheiten eine genauere Interpretation der Validierung von Mischreibungssimulationen und somit eine Verbesserung der Simulationsmodelle.
Aktualisiert: 2019-11-07
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Beim Betrieb eines Wälzlagers im Bereich der Grenz- und Mischreibung besteht die Gefahr eines vorzeitigen Ausfalls durch abrasiven und adhäsiven Verschleiß. Zu dessen Vermeidung werden den Schmierstoffen Additive hinzugefügt, die mit der Oberfläche des Lagers interagieren und dort die sogenannte Grenzschicht bilden. Ziel dieser Arbeit ist es, abhängig von der Struktur und der Konzentration der Schmierstoffadditive die notwendigen tribologischen Kontaktbedingungen für die Grenzschichtbildung im Wälzlager zu bestimmen.
Aktualisiert: 2023-03-30
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Beim Betrieb von Wälzlagern im Bereich der Misch- und Grenzreibung besteht die Gefahr von abrasiv-adhäsivem Verschleiß. In Abhängigkeit des eingesetzten Schmierstoffs und der Betriebsbedingungen können oberflächengebundene, tribologische Grenzschichten gebildet werden, die einen dauerhaften Schutz vor Verschleiß bieten. Derzeit ist der schmierstoffabhängige Aufbau, die erforderlichen Kontaktparameter für die Bildung und die Wirkung der Grenzschichten nicht systematisch beschrieben. Im Rahmen dieser Arbeit konnten zwei grundlegende Grenzschichttypen identifiziert werden.
Aktualisiert: 2023-03-30
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Aktualisiert: 2021-12-30
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Zur gezielten Beeinflussung des Reibungsverhaltens können Wirkflächentexturierungen ein effizientes Hilfsmittel darstellen und waren daher Kern dieser Untersuchungen. Die Wirkung der kanalartigen Mikrotexturen auf tribologische Kenngrößen wie Schmierfilmdicke und Reibungszahl wurde durch Modellbildung auf relevante Texturkenngrößen zurückgeführt. Das Modell liefert einen Ansatzpunkt zur systemspezifischen Auslegung von Texturierungen als Konstruktionsdetail in ölgeschmierten Friktionssystemen.
Aktualisiert: 2021-02-11
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