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Verallgemeinerte Reib- und Adhäsionsgesetze für den Kontakt mit Elastomeren: Theorie und Experiment / Generalized Law of Friction and Adhesion for Contact with Elastomers: Theory and Experiment
Publisher:
  • Technische Universitaet Berlin (Germany)
ISBN:978-1-392-59517-6
Order Number:AAI27610368
Reflects downloads up to 17 Jan 2025Bibliometrics
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Abstract
Abstract

Die vorliegende Forschungsarbeit behandelt zwei zusammenhängende Themen aus dem Bereich der Tribologie: Elastomerreibung und Adhäsion von Elastomeren. Trotz enormer praktischer Bedeutung und mehrjähriger Forschungen bleiben auf diesen Gebieten immer noch viele Fragen ungeklärt. So konnte bisher kein Konzept zu einer einheitlichen Beschreibung der Elastomerreibung in einem breiten Intervall von Gleitgeschwindigkeiten, Temperaturen und Normalkräften gefunden werden. In der vorliegenden Arbeit sind wir systematisch der Frage nachgegangen, ob es möglich ist, das sehr verbreitete und in der Praxis etablierte „Masterkurvenverfahren", welches eine einheitliche Beschreibung der Reibkraft von der Gleitgeschwindigkeit und der Temperatur erlaubt, um die Abhängigkeit von der Normalkraft zu erweitern. Aus den theoretischen Überlegungen folgt, dass es vorteilhaft ist, anstelle der Normalkraft die Indentierungstiefe zu benutzen, welche die aktuelle Kontaktkonfiguration am unmittelbarsten charakterisiert. Aufgrund von theoretischen Modellen wurde eine Hypothese über die allgemeine Struktur des Reibgesetzes aufgestellt, welches die Abhängigkeiten von der Geschwindigkeit, der Temperatur und der Indentierungstiefe berücksichtigt. Auf dieser Basis wurde das verallgemeinerte Masterkurvenverfahren formuliert. Zur experimentellen Verifikation des vorgeschlagenen Verfahrens musste eigens ein weggesteuertes Tribometer entwickelt und gebaut werden. Die Adhäsion zwischen Elastomeren und festen Körpern – und ganz besonders unter ihrer dynamischen Beanspruchung – liefert zahlreiche unbeantwortete Fragen, was zum Teil an der realen Komplexität der Prozesse liegt, die sich bei der Trennung in der Grenzfläche abspielen. In der vorliegenden Arbeit wurde die Adhäsionskraft zwischen Polyurethan und verschiedenen Indentern aus Stahl untersucht. Hierzu wurden systematische Untersuchungen der Abhängigkeiten von der zuvor angelegten Normalkraft, der Abzugsgeschwindigkeit, der Form und der Größe des Indenters sowie die der Oberflächenrauheit durchgeführt. Die Untersuchungen mit verschiedenen Indentern haben gezeigt, dass die gängigen Adhäsionstheorien bei der Interpretation der Messergebnisse versagen. Basierend auf der Vorstellung, dass das Ablösen eines adhäsiven Kontaktes als Ausbreitung eines Risses stattfindet, wurden verschiedene Bruchkriterien formuliert. Das in dieser Arbeit gemessene Adhäsionsverhalten konnte vollständig unter Verwendung eines „deformationsgesteuerten Bruchkriteriums" beschrieben werden.

Contributors
  • Technical University of Berlin

Index Terms

  1. Verallgemeinerte Reib- und Adhäsionsgesetze für den Kontakt mit Elastomeren: Theorie und Experiment / Generalized Law of Friction and Adhesion for Contact with Elastomers: Theory and Experiment
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