Mechanik, Fachgebiet Systemdynamik und Reibungsphysik

Forschung

Schmierung

Schmierung wird zur Verringerung von Reibung und Verschleiß von Kontaktflächen genutzt. Sie ist sowohl für natürliche Gelenke wie Knie- oder Hüftgelenke als auch für technische Anwendungen wie Getriebe oder Lager von Bedeutung. Abhängig von der Dicke des Schmiermittels und der Oberflächenrauheit sowie der Normalbelastung werden verschiedene Schmierverfahren unterschieden:

(1) Hydrodynamische Schmierung kann angewendet werden, wenn der geschmierte Spalt größer als die Ausprägung der Rauigkeit der Oberflächen ist und die elastische Verformung der Körper vernachlässigt werden kann. Die Theorie der hydrodynamischen Schmierung wurde bereits im Jahr 1880 von Petrov und Reynolds entwickelt (siehe V.L. Popov, Contact Mechanics and Friction. Physical Principles and Applications, 2. Aufl., Springer, 2017).

(2) Die elastohydrodynamische Schmierung (EHL) ist für schwer belastete Maschinenteile wie Getriebe oder Lager von Bedeutung. Die spannende Geschichte der EHL findet sich im folgenden Beitrag:

E. Popova, V.L. Popov, On the history of elastohydrodynamics: The dramatic destiny of Alexander Mohrenstein‐Ertel and his contribution to the theory and practice of lubrication, ZAMM, 95(7):652-663, 2015. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/zamm.201400050

oder in einem Vortrag bei Youtube:

© V.Popov

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(3) Mischreibung tritt auf, wenn die Dicke des geschmierten Spalts mit der Größenordnung der Rauigkeit vergleichbar wird.

(4) Grenzschichtschmierung bestimmt das Verhalten bei direktem Kontakt von Oberflächen und ist auf nur einige Moleküle dicke Schichten von Schmierstoffen zurückzuführen.

Am Lehrstuhl wurden in den letzten Jahren numerische Pakete zur Simulation von hydrodynamischer und elastohydrodynamischer Schmierung entwickelt.