Tagungsbeitrag

Titel Berechnung elastischer Spannungen unterhalb der Oberfläche kontraformer Reibkontakte
Autor Uwe Scholz, Dirk Bartel, Ludger Deters
Infos zum Autor Prof. Dr.-Ing. L. Deters und Dr.-Ing. D. Bartel
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg
Institut für Maschinenkonstruktion
Lehrstuhl für Maschinenelemente und Tribologie
Universitätsplatz 2
39106 Magdeburg

U. Scholz
Robert Bosch GmbH
CR/ARF2, Postfach 10 60 50,
D-70049 Stuttgart
Tel.: ++49 711 811 38241
Email: uwe.scholz@de.bosch.com
Inhalt Zusammenfassung

Für die Vorhersage der Ermüdungslebensdauer von Wälzlagern werden nach [Ioa85] die mechanischen Spannungen in den Wälzkörpern herangezogen. Auch die Stabilität dünner Schmierfilme kann nach [Wan00] durch eine maximale Spannung an der Grenzfläche zwischen Schmierstoff und Substrat charakterisiert werden. Die Berechnung der elastischen Spannungen erweist sich aus diesen Gründen bei der Auslegung von Maschinenelementen als nützlich. Dabei zeigt sich, dass die Spannungsverteilung und insbesondere auch Größe und Lage des Spannungsmaximums von der Druckverteilung, d.h. v.a. von der Normalkraft, abhängen. Zudem werden sie durch Reibungsschubspannungen und den reibbedingten Temperaturanstieg in den Kontaktkörpern beeinflusst. Beschichtungen der Kontaktkörper können die Spannungsverteilung weiter verändern. Diese Abhängigkeiten werden am Beispiel der Spannungsberechnung in geschmierten Punktkontakten betrachtet.

Abstract

Fatigue life models for roller bearings contain sub-surface stress as an important input parameter [Ioa85]. Similarly, according to [Wan00] the load carrying capacity of thin films can be characterised by a maximum stress at the interface between lubricant and substrate. These are two reasons why the calculation of elastic stresses proves useful in the design of machine elements. The stress distribution and particularly the magnitude as well as the position of maximum stress depend on the pressure distribution, e.g. above all normal force. Additionally, sub-surface stresses are influenced by surface shear stress and the temperature rise inside the contacting bodies stemming from frictional heat. Coatings might change the stress distribution even further. The mentioned dependencies are considered by depicting the calculation of stresses in lubricated point contacts.
Datum 2006