Topographie- und Lateraldynamik in der Grenzschicht von Bremsbelägen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Rahmen dieses Vorhabens wurden folgende Punkte bearbeitet: 1. Es wurden standardisierte Bremsentests an zwei identischen Bremssystemen durchgeführt, wobei das erste System bis zum Fading-Zyklus belastet und das zweite System einem Fading-Zyklus und weiteren anschließenden Bremsapplikationen unterworfen wurde. Beide Bremssysteme zeigen unterschiedliche Tendenzen hinsichtlich der Quietschanfälligkeit: das System, das bis zum Fading-Zyklus belastet wurde neigt eher zum Quietschen als das System, das während und nach dem Fading-Zyklus belastet wurde. 2. Die getesteten Bremsbeläge wurden mit einem konfokalen Mikroskop hinsichtlich ihrer Oberflächentopografie untersucht und es ergaben sich folgende Unterschiede: • Der „leise“ Belag weist viele kleine Plateaus (= Patches) auf, die nicht zusammenhängend angeordnet sind. • Der „laute“ Belag weist wenige, große Patches auf, die eng aneinander liegen. 3. Mithilfe der Methode der Zellulären Automaten wurde ausgehend von der Boussinesq-Lösung über einen neuen, sehr schnellen Algorithmus die Normalkraftverteilung einer Bremsbelagsoberfläche berechnet. 4. Es wurde ein Modell aufgestellt, das die Oberflächentopografie und somit auch die Belastungsgeschichte des Systems enthält. 5. Es wurden Synchronisationseffekte bei den lateralen Schwingungen der lokalen Kontaktgebiete gefunden, die in Abhängigkeit der Bremsbelastungsgeschichte in der Reibgrenzschicht eine monofrequente Reibkraft liefern können. 6. Der Zustand der nahezu vollständigen Synchronisation erst liefert die makroskopischen tangentialen Schwingungen in der Reibgrenzschicht, die Ausgangspunkt für die in der Literatur beschriebenen Modenkopplungsvorgänge sind. 7. Diese Ergebnisse liefern erste Hinweise, wie materialseitig das Auftreten von Bremsenquietschen am Bremsbelag verändert werden kann.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Dynamic friction phenomena in brake systems, DGM – Tagung 08
Ostermeyer, G.P., Bode, K.
- Grundlagen zur Beschreibung der Wärmeleitung mit Zellulären Automaten. PAMM 08
Müller M., Ostermeyer G.P.
- New Insights into the tribology of brake systems, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering, IMechE, Vol. 222 (2008), 1167-1200
Ostermeyer, G.-P, Müller, M.,Barton.D.C.
- On tangential friction induced vibrations in brake systems. Proceedings of the 25th SAE Brake Colloquium and Exhibition, San Antonio (2008), SAE Paper 08BC-0009
Ostermeyer, G.P.
- On tangential friction induced vibrations in brake systems. SAE Int. J. Passeng. Cars – Mech.Syst. 1(1): 1251-1257, 2008
Ostermeyer, G.P.
- Simulation eines Reibvorgangs an Modellen ohne dissipative Elemente, PAMM 08, 10375-10376
Ostermeyer G.P., Meyer-Heye B., Müller M.
- Third body simulations of brake systems on a mesoscopic scale. Proceedings of the 25th SAE Brake Colloquium and Exhibition, San Antonio (2008), SAE Paper 08BC-0010
Müller, M., Ostermeyer, G.P.
- Wechselwirkung bewegter Temperaturfelder mit Zellulären Automaten. PAMM 08
Bode K.H., Ostermeyer G.P.
- “A fast method for computing time-dependent normal pressure distributions with cellular automaton”, PAMM 2009
Graf M., Ostermeyer G.P.
- “Modeling of Lateral Oscillations in the Interface of Brake Systems”, PAMM 2009
Dombek D., Ostermeyer G.P.
