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Henning Haensel

• Sphärischen tribomechanischen Systemen eröffnet sich aufgrund ihrer mehrachsigen Beweglich- und Belastbarkeit ein weites Anwendungsgebiet. Die vorliegende Arbeit führt für Stahl-Polymer-Gelenklager das Verhalten auf das Zusammenspiel eines thermischen, mechanischen und tribologischen Subsystems zurück. Mit Hilfe ebener Gleitpaarungsproben, welche jeweils einen Punkt der sphärischen Gleitfläche repräsentieren, wird ein tribologisches Modell auf der Basis eines energetischen Verschleiß- sowie viskosen Fließfunktionsansatzes experimentell erarbeitet. Weiterhin erfolgt eine instationäre thermische Modellierung als diskretes Mehrkörpermodell. Durch eine inverse, regularisierte Anwendung gelingt auch eine Dissipationsabschätzung. Für die indirekte Bestimmung des lokalen Verschleißes entwickelt die Arbeit ein 3D linear-elastisches Steifigkeitsmodell. Ein Vergleich zwischen einem die Subsysteme kombinierenden Gesamtmodell sowie Bauteilversuchen zeigt das Potential der gewählten Vorgehensweise.
• Due to their multiaxial movability and load capacity, spherical tribological systems have a wide application area. We show that the inner behavior of e.g. steel-polymer-spherical bearings can be attributed to the interaction between mechanical, thermal and tribological subsystems. To determine the parameters of a tribological model based on an energy-based wear model and a viscous flow function-based friction model, we conduct experiments on planar sliding surfaces, where each sample represents one point of the original spherical sliding surface. Using experimental system identification, we derive a transient thermal model as a discrete multi-body model whose inverse, regulated application allows the indirect measurement of dissipation. For the experimental determination of local wear, we present an elastic stiffness model that includes the prestressing. A comparison between the proposed aggregate model and device tests shows that our approach successfully explains the inner behavior.