Kontaktmechanik und Reibung

Die Arbeitsgruppe Kontaktmechanik und Reibung beschäftigt sich mit dem dynamischen Reibkontakt technischer Bauteile im Experiment und in der Simulation. Unser Schwerpunkt liegt insbesondere auf der Elastomerreibung und ein großer Teil unserer Arbeit beschäftigt sich mit dem Reifen-Fahrbahn-Kontakt bzw. dem dynamischen Kontakt weiterer technischer Bauteile wie etwa Dichtungen. Im experimentellen Bereich spielen im IDS Reibungsuntersuchungen unter möglichst realistischen Bedingungen u. a. am Gesamtreifen, aber auch an Reifenprofilklotzproben und an weiteren dynamisch beanspruchten Maschinenelementen eine große Rolle. Im Bereich der Reifenreibung resultieren Reib- und Verschleißcharakteristiken unter Veränderung diverser Eingangsparameter wie beispielsweise der Oberflächenstruktur des Gummis, der Umgebungstemperatur oder des Untergrunds. Neben Asphalt, Beton, Glas und Korund können z.B. auch Eis- und Schneebahnen hergestellt werden. Für neue Fragestellungen und Sonderexperimente konzipiert und entwickelt die Arbeitsgruppe neue Versuchsmethoden und auch der Prüfstandsbau zählt zu ihren Kernkompetenzen. Im Bereich der Simulation werden die Reibungs- und Verschleißphänomene unter Berücksichtigung der Dynamik des Bauteils theoretisch untersucht. Dazu nutzt die Arbeitsgruppe die gesamten Bandbreite von einfachen physikalischen Modellen, wie z.B. zur Fluidreibung, bis hin zu komplexen Modellierungen mit Hilfe der Finite Elemente Methode. Mit den institutseigenen Prüfständen ist die Gruppe in der Lage, ihre Modelle zu parametrieren und zu validieren

Eine der großen Stärken der Arbeitsgruppe Reibung und Tribologie ist die Kombination von fundierter Theorie und anwendungsnaher Praxis, die wir in den folgenden Forschungsthemen einsetzen:

• Reib- und Verschleißdynamik von Reifenprofilklötzen auf Asphalt, Beton, Schnee und Eis
• Thermografie und Hochgeschwindigkeitsanalysen
• Reifenabrolltrajektorien im Labor
• Einfluss von Oberflächenstrukturen im Kontakt dynamisch beanspruchter Maschinenelemente
• Reibungsoptimierung an Pneumatik- und Hydraulikdichtungen und rotatorischen Dichtungen
• Reibungsoptimierung durch Oberflächenmodifikation an Wellen und Lagern
• Versuchsmethodikentwicklung für Reibungs- und Verschleißuntersuchungen an dynamisch belasteten Bauteilen
• Kontaktmodellierung softer Kontinuumsroboter-Systeme