Aktive Steuerung von Reibung - Active Control of Friction

• Antragsteller: Professor Dr. Valentin L. Popov
• Fachliche Zuordnung: Mechanik
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 68768994

• Erstellungsjahr: 2011

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Oszillationen verschiedener Frequenzen und Ausschläge werden schon seit einiger Zeit in diversen technischen Verfahren benutzt, um Reibung zu steuern. Daher ist ein fundamenta-les Verstehen der Abhängigkeit der Reibung von Geometrie, Belastung und Anregung sehr wichtig. Haft- und Gleitreibung mit und ohne Ultraschallanregung ist im Projekt experimentell und theoretisch untersucht worden. Analytische Abschätzungen und numerische Simulatio-nen erweitern im Zusammenspiel mit den experimentellen Daten das Verständnis von Reib-prozessen. Im Projekt sind die theoretischen Grundideen der MDR auf verschiedene Aspekte der Rei-bungsphysik und Kontaktmechanik wie Tangentialkontakt zum Teil mit Ultraschallanregung, raue Oberflächen, temperaturabhängige Materialparameter und Verschleiß angewendet worden. Dazu sind verschiedene Simulationsalgorithmen und Hybridmodelle entwickelt wor-den, die in Computerprogrammen umgesetzt worden sind. Mithilfe dieser Programme sind numerische Simulationen von Kontakt- und Reibproblemen vorgenommen worden. Ihre Er-gebnisse sind durch Experimente überprüft und bestätigt worden. 11 Durch theoretische Abschätzungen sind für mehrere Kontaktprobleme Parameter zu deren Beschreibung identifiziert worden. Die identifizierten Parameter sind in Experimenten vali-diert worden.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Adhesive Contribution to the Coefficient of Friction Between Rough Surfaces. Tribology Letters, Vol. 39. 2010, Issue 3, pp 247–250.
  Heise, R.; Popov, V. L.
  (Siehe online unter https://dx.doi.org/10.1007/s11249-010-9617-1)
• Influence of Ultrasonic In-Plane Oscillations on Static and Sliding Friction and Intrinsic Length Scale of Dry Friction Processes, Tribology Letters, Vol. 39. 2010, Issue 1, pp 25–30.
  Popov, V. L.; Starcevic, J.; Filippov, A. E.
  (Siehe online unter https://dx.doi.org/10.1007/s11249-009-9531-6)
• Influence of In-Plane and Out-Of-Plane Ultrasonic Oscillations on Sliding Friction. SAE 2011 Annual Brake Colloquium and Engineering, New Orleans, 2011-01-2361, 2011. SAE International Journal of Passenger Cars- Mechanical Systems, Vol. 4.2011, Issue 3, pp. 1387-1393.
  Teidelt, E.; Popov, V. L.; Starcevic, J.
  (Siehe online unter https://dx.doi.org/10.4271/2011-01-2361)
• Mechanism of Wear and Ripple Formation Induced by the Mechanical Action of an Atomic Force Microscope Tip. Physical Review Letters, Vol. 106. 2011, Iss. 2, 025502.
  Filippov, A. E.; Popov, V. L.; Urbakh, M.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.106.025502)
• Using Hierarchical Memory to Calculate Friction Force between Fractal Rough Solid Surface and Elastomer with Arbitrary Linear Rheological Properties. Technical Physics Letters, Vol. 37.2011, Issue 1, pp 8–11.
  Popov, V. L.; Dimaki, A. V.
  (Siehe online unter https://dx.doi.org/10.1134/S106378501101010X)
• Methode der Dimensionsreduktion in Kontaktmechanik und Reibung - Eine Berechnungsmethode im Mikro- und Makrobereich, Springer, 2013, 267 S.
  Popov, V. L., Heß, M.
  (Siehe online unter https://dx.doi.org/10.1007/978-3-642-32673-8)
• Influence of the normal force and contact geometry on the static force of friction of an oscillating sample. Physical Mesomechanics, Vol. 17. 2014, Issue 3, pp 228–231.
  Milahin, N., Starcevic, J.
  (Siehe online unter https://dx.doi.org/10.1134/S1029959914030084)
• Maximum micro-slip in tangential contact of randomly rough self-affine surfaces. Wear, Vol. 309. 2014, Issues 1–2, pp. 256–258.
  Grzemba, B., Pohrt, R. Teidelt, E., Popov, V. L.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.wear.2013.11.050)
• Modeling and waveform optimization of stick–slip micro-drives using the method of dimensionality reduction. Archive of Applied Mechanics, Vol. 86. 2016, Issue 10, pp 1771–1785.
  Nguyen, H. X., Teidelt, E. Popov, V. L., Fatikow, S.
  (Siehe online unter https://dx.doi.org/10.1007/s00419-014-0934-y)
• Flash Temperatures Generated by Friction of a Viscoelastic Body. Facta Universitates, Series: Mechanical Engineering, Vol. 13. 2015, No 1, pp. 47 - 65.
  Heise, R.
  
• Influence of the normal force on the sliding friction under ultrasonic oscillations, Facta Universitatis, Series: Mechanical Engineering, Vol. 13. 2015, Issue 1, pp. 27-32.
  Milahin, N., Li, Q., Starcevic, J.
  
• Kontaktmechanik und Reibung. Von der Nanotribologie bis zur Erdbebendynamik. 3. Auflage, Springer-Verlag, Heidelberg, Berlin, 2015, 374 S.
  Popov, V. L.
  (Siehe online unter https://dx.doi.org/10.1007/978-3-662-45975-1)
• Relaxation damping in oscillating contacts. Scientific Reports Vol. 5. 2015, Article number: 16189.
  Popov, M., Popov, V. L., Pohrt, R.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1038/srep16189)
• Friction between a temperature dependent viscoelastic body and a rough surface. Friction, Vol. 4. 2016, Issue 1, pp 50–64.
  Heise R.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1007/s40544-016-0103-0)
• What does friction really depend on? Robust governing parameters in contact mechanics and friction. Physical Mesomechanics, Vol. 19. 2016, Issue 2, pp. 115–122.
  Popov, V.L.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1134/S1029959916020016)