Ermüdungslebensdauerprognose von Verbundlagern

Ermüdungslebensdauer 
In der derzeit gültigen, genormten Auslegung von Gleitlagern nach VDI 2204 unter dynamischen Belastungen wird die Belastbarkeit des Gleitlagers vereinfacht anhand von statischen Werkstofffestigkeitskennwerten und spezifischen, mittleren Pressungen bestimmt. Dieses Vorgehen ist unter Berücksichtigung der heutigen numerischen Berechnungsmöglichkeiten konservativ und lässt deutliches Potential hinsichtlich der erlaubten Belastungen ungenutzt. Ferner kann nach heutigem Stand keine Auslegung von Gleitlagern im Zeitfestigkeitsbereich durchgeführt werden. Das Ziel des Forschungsvorhabens war es daher, eine Ermüdungslebensdauerprognose für Gleitlager abzuleiten und zu validieren. Fokus dieses Forschungs­vor­habens waren Weißmetalllegierungen auf Zinnbasis.

Zur Erreichung dieses Zieles wurden Material-, Bauteil- und simulative Unter­suchungen durchgeführt. Aus Simulationen wurden die lokalen, zeitabhängigen Spannungen im Gleitlager gewonnen, welche die Gleitlager- beziehungsweise Werkstoffbelastung beschreiben. Materialuntersuchungen ergaben dynamische Werkstoffkennwerte zur Beschreibung der Belastbarkeit des Gleitlagerwerkstoffes. In der Anwendung der quadratischen Versagenshypothese wurden schließlich Belastung und Belastbarkeit des Gleitlagerwerkstoffes in Relation gesetzt, um eine Ermüdungslebensdauerprognose zu erhalten. Bauteiluntersuchungen an Radial- und Axialgleitlagern boten die Grundlage zur Validierung der Prognose. Es konnte eine Korrelation von Ermüdungslebensdauer- und Schadensortprognosen aus Simulationen und einer quadratischen Versagenshypothese mit den Ergebnissen der Versuche gezeigt werden.

Das IGF-Vorhaben 17736 N der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA) wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.