Forschung im Bereich der Tribologie am Lehrstuhl für Allgemeinen Maschinenbau
Ziele und Schwerpunkte der Tribologieforschung
Die Forschung im Bereich Tribologie konzentriert sich auf Komponenten von Antriebssträngen, Rad/Schiene-Kontakten und weiteren tribologischen Systemen. Im Fokus steht das Verständnis der tribologischen Funktionsweise, das als Grundlage für die gezielte Optimierung dient. Dabei werden Aspekte wie Tragfähigkeit, Verschleißverhalten, Wirkungsgrad und Herstellungskosten berücksichtigt.
Unser Forschungsansatz kombiniert experimentelle Modelltests, Analytik und Simulation. Ausgangspunkt ist oft die Identifikation der Funktionsweise bzw. der Schadensmechanismen an realen Systemen durch schadensanalytische Untersuchungen. Maßgeschneiderte Prüfmethoden ermöglichen die Nachbildung tribologischer Prozesse im Modellmaßstab und liefern tiefere Einblicke in Systemverhalten und Modifikationsmöglichkeiten.
Ingenieurwissenschaftliche Forschungsmethoden in der Tribologie
Unsere tribologische Forschungsarbeit gliedert sich in folgende Kernbereiche:
Wissensaufbau über tribologische Funktionsmechanismen, Prozesse und Schädigungen bzw. über tribologischer Auslegungsgrenzen von realen Systemen
Viele Forschungsaufgaben haben zum Ziel Verständnis über tribologische Funktionsmechanismen, tribologisch Prozesse bzw. Schädigungen von realen Anwendungen aufzubauen. Zusätzlich können auch tribologische Auslegungsgrenzen (Design rules) von realen Systemen von Interesse sein. Am Lehrstuhl werden derartige Fragestellungen gemäß folgender Vorgangsweise bearbeitet:
- Schadensanalyse (ex-situ): aus Feld (an Bauteilen) bzw. Labor (an Versuchsobjekten) zur Identifikation der tribologischen Prozesse
- Visualisierung von tribologischen Prozessen mittels schädigungsäquivalenter Modelltests
- Breite Auswahl von Prüfsystemen verfügbar bzw. Entwicklung maßgeschneiderter Prüfaufbauten falls erforderlich
- Extreme Verhältnisse darstellbar (bis 1000°C; bis 8000 UPM; definierte Ölmangelschmierung, etc.)
- Anmerkung: tribologische Prüftechnik für den Einfluss von Wasserstoff (Wasserstoffversprödung) und Ammoniak im Aufbau!
- Gezielte Variation von Einflussparameter & guter Zugang für in-situ Messung
- Simulation (Modellsysteme und reale Systeme)
- Schmierfilmaufbau → Reibung (Einfluss: Rauigkeit, Strukturierungen; Methoden: TEHL, Flussfaktoren, etc.)
- Beanspruchung in Randschicht (im Interface (Asperitäten) & unter Oberfläche (Hertzscher Kontakte))
- Verschleiß (Kontaktmodelle; Verschleißmodelle)
- in-situ Messung tribologischer Größen zur Verknüfung mit tribologischen Prozessen bzw. Auslegungsgrenzen
- Labor: Reibung, Verschleiß, Temperatur, elektrischer Kontaktwiderstand, Körperschall (Acoustic Emission)
- Feld / reale Anwendung: Körperschall (Acoustic Emission) für Health Monitoring / Predictive Maintenance
Wissensbasierte Optimierung von Tribosystemen
Die Kenntnis der tribologischen Funktionsweise bzw. der dominierenden tribologischen Prozesse ermöglicht die gezielte Optimierung von Tribosystemen. Dabei können beispielsweise die verwendeten Werkstoffe oder Oberlächenstruktuierungen angepasst werden.
- Werkstoffsysteme: Materialien, Aufbau, Schmierstoffe und deren Interaktion
- Oberflächenstrukturierungen
Entwicklung von Screeningtests auf Modellmaßstab
Die Entwicklung von schädigungsäquivalenten Screeningtests auf Modellmaßstab ermöglicht eine zeit- und ressourcenschonende Bewertung von unterschiedlichen Varianten. Dabei unterstützt der Lehrstuhl einen Transfer der validierten Prüftechnik für einen Einsatz beim Forschungspartner.
- Entwicklung maßgeschneiderter Screening-Methoden auf Modellmaßstab
- Versuchsdurchführung am Lehrstuhl (Benchmarktests)
- Technologietransfer und Implementierung beim Forschungspartner
Keywords / Index
Additive, Akustische Emission, Dichtung, Elastohydrodynamik, Fressen, Fressgrenze, Getriebe, Gleitlageradapter, Gleitlagerung, Gleitschleifen, Graufleckigkeit, Gravimetrie, Hertz’scher Kontakt, Kontaktdruckverteilung, Kontaktpotential, Mischreibung,Oberflächenstrukturierung, Prüfstrategie, Schadensanalyse, Schmierfilmbildung, Start/Stopp, Tragfähigkeit,m Tribofilme, Tribokorrosion, tribologische Funktionsweise, Verschleißmessung, Wälzermüdung, Wirkungsgrad, Wasserstofftribologie