Transiente Effekte an Hydraulikdichtungen

• Antragsteller: Dr.-Ing. Matthias Wangenheim
• Fachliche Zuordnung: Konstruktion, Maschinenelemente, Produktentwicklung ; Mechanik
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 398001598

Im Rahmen des beantragten Vorhabens soll eine Simulationsumgebung zur Untersuchung von transienten Effekten an hydraulischen Stangendichtungen erstellt werden. In dieser Simulationsumgebung können im Rahmen von Parameterstudien instationäre Vorgänge (Anfahren, Last- bzw. Druckstöße u.ä.) an Dichtungen untersucht werden, wobei ein Hauptaugenmerk auf der gegenseitigen Beeinflussung von Fluid und Struktur liegt. Die Ergebnisse können in die Auslegung von Dichtungen einfließen, damit über die heutzutage übliche stationäre Betrachtung von dynamischen Dichtvorgängen hinaus Dichtsysteme auch für - die meist höhere Beanspruchung mit sich bringenden - instationäre Vorgänge optimiert werden können. Zu optimierte Größen können dabei beispielsweise Oberflächeneigenschaften, Materialeigenschaften oder die Geometrie der Dichtung sein. Das Vorhaben umfasst u.a.:- FE-basierte Darstellung der Strukturdynamik inkl. Freiheitsgradreduktion zur numerisch effizienten Modellierung dynamischer Vorgänge- Viskoelastische Materialbeschreibung, die auch im reduzierten Modell Dämpfungs- und Relaxationsverhalten abbildet- Simulation des Fluidverhaltens über zunächst stationäre, dann transiente Reynoldsgleichung- Abbildung des Einflusses der Oberflächeneigenschaften der Kontaktpartner Dichtung und Gegenlauffläche auf das Fluidverhalten: Fluidschlupf, Benetzbarkeit, Rauheit mit gegenseitiger Beeinflussung und unter transienter Bewegung- Gezielter Aufbau der Simulationsumgebung inkl. der vorgenannten Effekte in Hinblick auf Effizienz und Robustheit für die Nachbildung transienter Vorgänge- Validierung des Modells mittels Experimenten an kommerziell erhältlicher Stangendichtung am Dichtungsprüfstands unter Berücksichtigung (quasi-)stationärer und transienter Bewegung der Kolbenstange

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen