Bewertung von Kantenpressungen auf Basis von Simulationen mehrfach überrollter elasto-plastischer Kontakte

Abstract

Bei der Auslegung von Wälzlagern werden große Anstrengungen zur Optimierung der Lagergeometrien unternommen. Dennoch lassen sich, bei ungünstigen Betriebsbedingungen, Kantenpressungen durch das Abschneiden von Kontaktellipsen nicht vollständig ausschließen. Solche Kantenpressungen sind jedoch mit den etablierten Methoden der Lagerauslegung, die auf elastischer Kontaktberechnung basieren, nicht physikalisch fundiert bewertbar. Im Rahmen dieser Arbeit wurde deshalb ein Ansatz zur Bewertung von Kantenpressungen auf Basis von Simulationen mehrfach überrollter elasto-plastischer Kontakte erarbeitet. Der Ansatz basiert auf den semi-analytischen Methoden (SAM), welche auf der Halbraumtheorie aufbauen. Hierzu wurde zunächst eine schnelle, teiltransiente Näherungsmethode zur Simulation von mehrfach überrollten elasto-plastischen Kontakten entwickelt. Ebenso wurde die Charakteristik von Kantenpressungen, bzw. von Kontakten mit abgeschnittenen Kontaktellipsen, untersucht und die Eignung der SAM in Bezug auf deren Simulation bewertet. Abschließend wurde der Bewertungsansatz für überrollte Kontakte mit Kantenpressungen formuliert und dessen Potential sowie bestehende Herausforderungen und mögliche Lösungsansätze diskutiert.