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Charakterisierung des strukturviskosen Verhaltens von Schmierstoffen durch Kombination von Experiment und EHD-Simulation mithilfe des Carreau-Modells

Characterisation of the pseudoplastic behaviour of lubricants by combination of experiment and EHD simulation using the Carreau model

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Zusammenfassung

Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Flüssigkeitsreibung im Spalt zwischen zwei Körpern im Vollschmierungszustand untersucht. Die Untersuchung erfolgte dabei sowohl experimentell als auch simulativ, wobei Eingangsgrößen für die simulative Untersuchung aus der experimentellen Versuchsreihe gewonnen wurden. Die experimentelle Untersuchung der Flüssigkeitsreibung wurde am Zwei-Scheibenprüfstand des Lehrstuhls für Maschinenelemente und Getriebetechnik (MEGT) durchgeführt, wobei bei konstanter hydrodynamisch wirksamer Geschwindigkeit und Öleinspritztemperatur die Belastung und der Schlupf variiert wurden. Als Schmierstoff wurde hierbei das Referenzöl FVA 3 verwendet. Als Ergebnis der experimentellen Untersuchung ergeben sich Traktionskurven, welche die Änderung der Reibungszahl bzw. der Schubspannung in Abhängigkeit des Gleit-Roll-Verhältnisses darstellen. Aus den gemessenen Traktionskurven können die maximale und die kritische Schubspannung bestimmt werden. Diese stellen Eingangsgrößen für die simulative Ermittlung der Reibung im Spalt dar.

Abstract

In the present work, the fluid friction in the gap between two discs was examined under full fluid film lubrication conditions. The investigation was both experimental and simulative, whereby input variables for the simulative investigation were obtained from the experimental test series. The experimental examination of fluid friction was carried out on the MEGT’s twin-disk-machine, whereby the load and slide-to-roll-ratio were varied at constant hydrodynamic velocity and oil inlet temperature. The reference oil FVA-3 was used as lubricant. As a result of the experimental investigation, traction curves are obtained which show the change in the coefficient of friction or the shear stress as a function of the slide-to-roll-ratio. The maximum and critical shear stress can be determined from the measured traction curves. These represent input variables for the simulative determination of friction in the gap.

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Simo Kamga, L., Oehler, M., Magyar, B. et al. Charakterisierung des strukturviskosen Verhaltens von Schmierstoffen durch Kombination von Experiment und EHD-Simulation mithilfe des Carreau-Modells. Forsch Ingenieurwes 82, 301–309 (2018). https://doi.org/10.1007/s10010-018-0283-z

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