Zur Modellbildung des tribologischen Verhaltens thermoplastischer Kunststoffe

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Michael Kobes

Das tribologische Verhalten thermoplastischer Kunststoffe ist durch eine Vielzahl komplexer Wechselwirkungen geprägt. Neben dem Werkstoff liegen mit den Oberflächen, den Umgebungsbedingungen und dem Belastungsspektrum weitere wesentliche Einflussparameter vor. In der Tribologie spricht man deshalb vom System- und nicht vom Werkstoffverhalten.
Das Systemverhalten macht es nur schwer möglich, das Reibungs- und Verschleißverhalten für bestimmte Randbedingungen vorherzusagen. So können zum Beispiel tribologisch belastete Maschinenelemente wie Zahnräder über verschiedene Anwendungsbereiche hinweg nur mit hohem Aufwand zuverlässig ausgelegt werden. Zur verlässlichen Beschreibung des tribologischen Verhaltens muss eine Vielzahl aufwändiger Versuche durchgeführt werden.

Das Ziel dieser Arbeit ist es, durch ein besseres Verständnis des tribologischen Systems und eine folgende Fokussierung, den Aufwand für Versuche auf wesentliche Bereiche zu reduzieren. Die Auswertung eines statistischen Versuchsplanes bestätigt die hohe Relevanz komplexer Wechselwirkungen. Um die Auswirkung wesentlicher Mechanismen verständlich zu machen, kommt ein auf nachvollziehbaren Strukturen basierendes Modell zum Einsatz. Das Modell berücksichtigt das nichtlinear viskoelastische Deformationsverhalten der Werkstoffe, beschreibt die Kontaktfläche mittels statistischer Verfahren und korreliert den systembezogenen Einfluss der Temperatur. Damit wird es zum Beispiel möglich den Einfluss von Pressung und Gleitgeschwindigkeit im weit verbreiteten pv-Wert zu unterscheiden und in Relation zum thermisch-mechanischen Verhalten der teilkristallinen Thermoplaste im Hinblick auf das Reibungs- und Verschleißverhalten zu bewerten.

Seiten: 155

ISBN: 978-3-931864-67-5

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Lydia Lanzl, M.Sc.