Numerische Methoden für Gleitkontaktprobleme

  O-Ring in einer Nut Urheberrecht: ifas

Durch Schmierung mithilfe eines Schmierstoffs wird die Reibung und Abnutzung zwischen zwei Kontaktflächen reduziert. Allerdings kann ein Schmierstoff aufgrund des Auftretens von elastischen oder plastischen Verformungen den Kontakt zwischen den Flächen nicht vollständig vermeiden. Durch Oberflächenabnutzung verändern sich die Gleiteigenschaften. Diese Problematik umgibt uns in unserem alltäglichen Leben: ein Kolben in einem Zylinder, ein von einer Windkraftanlage angetriebenes Zahnrad, eine Kette zum Bewegen von schweren Lasten oder ein Fahrzeuglager.

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Weitere Informationen

Die Veranstaltung wird in Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für computergestützte Analyse technischer Systeme (CATS) organisiert. Für weitere Informationen besuchen Sie bitte die Seite des CATS.

 

Zielgruppe

Die Vorlesung „Numerische Methoden für Gleitkontaktprobleme“ ist ein Wahpflichtfach für Master-Studierende der Studiengänge „Computational Engineering Science“, „Simulation Sciences“, „Allgemeine Maschinenbau“, und weiteren, geeignet.

 

Inhalt

Diese Vorlesung konzentriert sich auf eine numerische Herangehensweise von Gleitkontaktproblemen. Wir starten mit der numerischen Lösung der Reynolds Gleichungen und der Theorie der geschmierten Hertzschen Pressung. Anschließend beschäftigen wir uns mit der Berechnung von rauen Oberflächen und dem elasto-plastischen Materialverhalten. Schließlich betrachten wir die modernsten und fortschrittlichsten Methoden für Gleitkontaktprobleme basierend auf der Finite Elemente Methode und der numerischen Strömungsmechanik. In den Übungen werden wir mit dem kommerziellen Solver FIRST einige Gleitkontaktprobleme numerisch lösen, um erste Erfahrungen auf dem Gebiet zu sammeln und das Gelernte umzusetzen.

Themen:

  • Einführung in gekoppelte Systeme und entsprechende numerische Lösungsverfahren, monolithische und partitionierte Lösungsstrategien, Eliminierungsverfahren, Co-Simulation
  • Strömungssysteme: Differentialgleichungen und numerische Schemata, Beschleunigungs- und Stabilisierungstechniken
  • Strukturierte Systeme: Differentialgleichungen und numerische Schemata, Kontaktmodelle
  • Gittererzeugungs- und Gitterverformungsalgorithmen unter Berücksichtigung von Kontakt
  • Kopplungsbedingungen und -durchsetzung, räumliche und zeitliche Kopplung, Finite Interpolation, Beschleunigungstechniken, Stabilisierungsmethoden, Predictor-Corrector-Verfahren
  • Lösungsverfahren für thermoelastische Verformungen, Realisierung von unterschiedlichen Zeitskalen
  • Multidisziplinäre Gestaltungsoptimierung für Gleitkontaktprobleme

Für weitere Informationen besuchen Sie bitte die Seite des CATS.