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Erweiterung eines hydraulischen Pulsatorprüfstandes zur Untersuchung von Reibermüdung (Fretting Fatigue)
Problembeschreibung
Fretting fatigue ist ein Phänomen, das in Bauteilkontakten auftritt. Schlupfamplituden in der Größenordnung weniger Mikrometer verursachen dabei eine charakteristische tribologische Schädigung (Reibkorrosion), die Anrisse verursacht und damit die Schwingfestigkeit im Vergleich zur freien Oberfläche signifikant herabsetzen kann.
Die Parameter Kontaktpressung p, Schlupfamplitude s und Ermüdungsbelastung FZ haben sich in bisherigen Untersuchungen als maßgebend für die Lebensdauer betroffener Bauteile herausgestellt. In realen Bauteilen beeinflussen sich diese Parameter gegenseitig. Für eine gezielte, separierte Einflussanalyse soll nun eine Laborprüfmöglichkeit auf Basis eines bestehenden hydraulischen Pulsatorprüfstandes entwickelt werden. Dies umfasst auch die messtechnische Erfassung der genannten Parameter. Zur Prüfung des Einflusses der Umgebungsbedingungen soll der Einsatz von flüssigen und gasförmigen Medien ermöglicht werden.
Zielsetzung
Auf Basis dieser Randbedingungen, einer vorhandenen Anforderungsliste und in Verbindung mit einem bereits existierenden hydraulischen Pulsatorprüfstand für Zug-Druck-Belastung soll innerhalb der Arbeit ein Entwurf zur Umsetzung eines solchen Labormodells auf dem Prüfstand entwickelt werden. Dafür sollen folgende Schritte enthalten sein:
- Kurze Grundlagenrecherche zur Reibermüdung (Fretting Fatigue), den notwendigen Systemparametern des Labormodells sowie als notwendig erachtete Messprinzipien und -einrichtungen
- Analyse der Schnittstellen zum bestehenden Prüfstand und der notwendigen Funktionen innerhalb einer Funktionsstruktur auf Basis der vorhandenen Anforderungsliste
- Funktionsbezogene Variantenbildung mit Grobentwürfen zur jeweiligen konstruktiven Umsetzung
- Ableitung und Einschätzung bzw. Bewertung einer Vorzugslösung
- Ausarbeitung eines konstruktiven Entwurfs der Vorzugslösung mit Einbindung der mechanischen sowie Mess- und Steuerungsschnittstellen
Kontakt:
M. Sc. Marius Müller
E-Mail: marius.mueller@…
Telefon: +49 371 531 38946
Konzeptentwicklung zur Zustandsüberwachung von Gleitlagern im hydrodynamischen Betrieb
Eines der am häufigsten eingesetzten Maschinenelemente sind hydrodynamische Gleitlager. Deren Funktionsprinzip besteht darin, dass die Bauteiloberflächen durch einen Schmierfilm getrennt werden. Eine mechanische oder thermische Überlastung führt zur Reduzierung dieses Schmierfilms. Resultat ist ein Kontakt der Laufflächen, was zu Verschleiß führt.
Im Rahmen des PHM (Prognostic and Health Management) bilden Sensorintegrationen und deren Signalauswertung einen entscheidenden Faktor. Anlagen können somit effizienter und länger betrieben werden, um die Lebensdauer des Maschinenelementes bestmöglich auszunutzen.
Temperatursensoren sind dabei günstigste und platzsparende Sensoren, welche häufig zum Einsatz kommen. Die Aussagekraft dieser Sensoren ist jedoch in verschiedenen Anwendungen begrenzt.
Das Ziel der Arbeit ist es, Konzepte und Methoden zu erarbeiten, wie eine Zustandsüberwachung im hydrodynamischen Betrieb von Gleitlagern realisiert werden kann. Damit soll eine Warnung vor Überlastung erfolgen, bevor der hydrodynamische Schmierfilm des Gleitlagers unterbrochen wird. Im Rahmen der Arbeit sollen basierend auf einer Literaturrecherche Konzepte entwickelt werden, wie die Anwendungen mit Temperatursensoren durch neuere Entwicklungen (Sensorfusion, Big Data, etc.) verbessert werden können.
Die Arbeiten umfassen folgende Teilaufgaben:
- Recherche von Schadensquellen innerhalb von Gleitlagersystemen
- Ableitung möglicher messbarer Betriebsgrößen zur Zustandsbewertung
- Literaturrecherche zu Methoden der Zustandsüberwachung von Gleitlagern (Veröffentlichungen, Normen, Patente)
- Vergleich und Bewertung der Verfahren
- Konzeption einer Möglichkeit für hydrodynamische Gleitlager
- Qualitative Beschreibung der zu erwartenden Messergebnisse des Verfahrens
- Fehlerquellen und Optimierungspotential des Verfahrens
- Dokumentation der Ergebnisse in schriftlicher Form.
Kontakt:
| Lars Friedrich, M.Sc. | |
| E-Mail: | lars.friedrich@mb… |
| Telefon: | +49 371 531 38808 |
Nachhaltige Produktentwicklung
In Forschungsvorhaben wurden Trends der menschlichen Entwicklung (https://www.nationale-stadtentwicklungspolitik.de/NSPWeb/DE/Themen/Forschung/Stadt-von-uebermorgen/Trendmolekuele/trendmolekuele_node.html) zusammengefasst. Diese wollen wir mit den Sustainable Development Goals SDGs der UN (https://sdgs.un.org/goals) vergleichen. Wie sind die Nachhaltigkeitsziele in den Entwicklungstrends aufgenommen worden?
| Dr.-Ing. Jan Reißmann | |
| E-Mail: | jan.reissmann@mb… |
| Telefon: | +49 371 531 37467 |
| Raum: | C21.311 (alt: 2/A311) |
Nachhaltiger Umgang mit Neophyten
Das Ziel dieser Arbeit besteht in der Entwicklung von Methodiken und ggf. technischen Lösungen zur nachhaltigen Nutzung von Neophyen. Dies soll am Beispiel von Japanischem Staudenknöterich oder/und Riesenbärenklau untersucht werden.
| Dr.-Ing. Jan Reißmann | |
| E-Mail: | jan.reissmann@mb… |
| Telefon: | +49 371 531 37467 |
| Raum: | C21.311 (alt: 2/A311) |
