Modellierung der Oberflächengeometrie und des Reibkontaktes von Elastomeren auf der Mikroskala

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Unter besonderer Berücksichtigung der mikroskopischen Längenskalen soll der Einfluss von Oberflächenrauheiten auf den elastischen Kontakt und damit zusammenhängende Reibungsphänomene untersucht werden. Dazu sollen neuere theoretische Konzepte weiterentwickelt und überprüft werden, die auf einer fraktalen Beschreibung der Rauheiten aufbauen und anhand der viskoelastischen Elastomereigenschaften eine Berechnung des Reibkoeffizienten und anderer Kenngrößen, wie z.B. wahre Kontaktfläche oder mittlere Spannung in der Grenzfläche, erlauben. Zur Überprüfung der theoretischen Konzepte werden grundlagenorientierte Reibversuche mit Modell- und Praxiselastomeren (Probenpool) auf unterschiedlich, rauen Oberflächen durchgeführt. Die Rauheit der Oberflächen wird mittels statistischer Auswertung von Nadelprofilen über fraktale Deskriptoren erfasst. Die Reibversuche werden bei variablem Auflagedruck auf breiter Temperaturskala im Bereich kleiner Geschwindigkeiten durchgeführt, so dass die dissipative Erwärmung der Proben gering bleibt. Die so erhaltenen QuasiIsothermen bei unterschiedlichen Temperaturen werden über ein Temperatur-Zeit Superpositionsverfahren zu Masterkurven auf breiter Geschwindigkeitsskala zusammengefügt. Die ermittelten experimentellen Reibkennfelder sind für einen Test der Modellberechnungen in einem breiten Temperatur- und Geschwindigkeitsbereich unabdingbar.