Design von Systemen mit kontrollierter Reibung und Adhäsion durch Variation der Kontaktgeometrie

• Antragsteller: Professor Dr. Iakov Lyashenko
• Fachliche Zuordnung: Mechanik
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 574599951

Die Entwicklung und Herstellung von Oberflächen mit vorgegebenen Reibungs- und Adhäsionseigenschaften ist eine interessante Herausforderung in der gegenwärtigen Tribologie, die in der Perspektive viele neue technische Möglichkeiten eröffnet. Durch unsere Vorarbeiten zum adhäsiven Kontakt haben wir bereits mehrere vielversprechende Mechanismen und Stellschrauben für das Design solcher funktionalen Oberflächen identifiziert. In dem vorliegenden Projekt sollen diese Ideen zu einem umfassenden Verfahren weiterentwickelt und sowohl experimentell als auch numerisch validiert werden. Als Sonderfall werden asymmetrische Geometrien betrachtet, die unterschiedliche Reibungskoeffizienten abhängig von der Bewegungsrichtung aufweisen. Untersucht werden weiterhin Übergangsregime bei Änderung der Reibungsrichtung oder der äußeren Belastung, sowie die allgemeine Kinetik von Reibungs- und Adhäsionskräften. Experimentelle Ergebnisse werden anhand numerischer Simulationen (Randelementmethode, Dimensionsreduktionsmethode, Methode der beweglichen zellulären Automaten) interpretiert und es werden hybride phänomenologische Modelle entwickelt. Wir erwarten, dass als Ergebnis ein numerisches Verfahren entwickelt werden kann, welches es ermöglicht, das Reibungsgesetz und die Adhäsionsfestigkeit vorherzusagen, wenn die Geometrie der Kontaktflächen bekannt ist.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen