Details
| Translated title of the contribution | Tribological research on the development of White Etching Cracks (WECs) |
|---|---|
| Original language | German |
| Pages (from-to) | 341-352 |
| Number of pages | 12 |
| Journal | Forschung im Ingenieurwesen |
| Volume | 82 |
| Issue number | 4 |
| Early online date | 27 Sept 2018 |
| Publication status | Published - Dec 2018 |
Abstract
The aim of the presented research activities was to identify mechanical, thermal, and chemical factors possibly linked to the formation of WECs (White Etching Cracks). By means of a systematic variation of various influencing parameters, the significance of each of those was investigated. It is hoped that, once the parameters promoting WECs have been identified, the physical and chemical mechanisms responsible for WEC can be thoroughly understood in the near future. This would allow to prevent costly premature bearing failures, e. g. given in wind turbines. Four research centers in Kaiserslautern, Münster and Hannover (Institute of Machine Elements, Gears and Transmissions (MEGT), Technische Universität Kaiserslautern, Materials Testing Group (AWP), Technische Universität Kaiserslautern, Institute of Physics, Westfälische Wilhelms-Universität Münster, and Institute for Machine Design and Tribology (IMKT), Leibniz University Hannover) provide their expertise and laboratory facilities for this purpose. At IMKT full bearing investigations with cylindrical roller thrust bearings and model tests with a special ring-roller-ring tribometer were performed under varied test conditions. In a theoretical work package, the stresses induced to the bearing surface were simulated. At “Physikalisches Institut” in Münster surfaces of the bearing washers (and rolling elements) were analysed applying Time-of-Flight secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS) to determine the actual respective chemical composition of the tribofilms. At MEGT component tests were carried out on a three-axis dynamic test rig with radially loaded cylindrical roller bearings. The internal bearing dynamics and, above all, the associated distribution of frictional energy were analysed by means of multi-body simulation. The AWP concentrated on synthesized multi-axial dynamic stresses aimed at mirroring the stresses in a rolling contact apllied on laboratory test specimens to investigate crack initiation and growth in depth.
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- Engineering(all)
- General Engineering
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In: Forschung im Ingenieurwesen, Vol. 82, No. 4, 12.2018, p. 341-352.
Research output: Contribution to journal › Article › Research › peer review
}
TY - JOUR
T1 - Tribologische Untersuchungen zur Entstehung von White Etching Cracks (WECs)
AU - Pape, Florian
AU - Terwey, Jan Torben
AU - Wiesker, Sebastian
AU - Averbeck, Stefan
AU - Muhmann, Christian
AU - Lipinsky, Dieter
AU - Arlinghaus, Heinrich F.
AU - Kerscher, Eberhard
AU - Sauer, Bernd
AU - Poll, Gerhard
N1 - Publisher Copyright: © 2018, Springer-Verlag GmbH Deutschland, ein Teil von Springer Nature. Copyright: Copyright 2018 Elsevier B.V., All rights reserved.
PY - 2018/12
Y1 - 2018/12
N2 - Ziel der vorgestellten Forschungsaktivitäten war es, mechanische, thermische und chemische Einflüsse zu identifizieren, die zu WECs (White Etching Cracks) auf Lagern führen. Mittels einer systematischen Variation verschiedener Einflussgrößen wurde deren Einfluss auf die Rissbildung untersucht. Sobald die Parameter, welche WECs fördern, erkannt werden, können die physikalischen und chemischen Mechanismen, die für die WECs verantwortlich sind, vertiefend untersucht werden. Auf diese Weise lassen sich Lösungen erzielen, um solche Lagerschäden zu vermeiden.Vier Forschungsstellen in Kaiserslautern, Münster und Hannover (Institut für Maschinenelemente und Getriebetechnik (MEGT), Technische Universität Kaiserslautern, Materialprüfungsgruppe (AWP), Technische Universität Kaiserslautern, Physikalisches Institut, Westfälische Wilhelms-Universität Münster und Institut für Maschinenkonstruktion und Tribologie (IMKT), Leibniz Universität Hannover) stellen hierfür ihre Expertise und Laboreinrichtungen zur Verfügung.Am IMKT werden Bauteil-Untersuchungen mit Axialzylinderrollenlagern und Modellversuche am Ring-Wälzkörper-Ring Tribometer unter unterschiedlichen Prüfbedingungen durchgeführt. Am Physikalischen Institut in Münster wurden die Oberflächen der Lagerscheiben (und Wälzkörper) mittels Time-of-Flight-Sekundärionenmassenspektrometrie (ToF-SIMS) analysiert, um die tatsächliche chemische Zusammensetzung der Tribofilme zu erhalten. In einem theoretischen Arbeitspaket wurden die an der Lageroberfläche induzierten Spannungen simuliert. Am MEGT wurden Komponententests auf einem dreiachsigen dynamischen Prüfstand durchgeführt. Zusätzlich wurden thermische, chemische und mechanische Lasten aufgebracht. Die interne Lagerdynamik und vor allem die damit verbundene Reibenergieverteilung wurden mittels Mehrkörpersimulation beschrieben. Die AWP konzentrierte sich auf mehrachsige Belastungen an Prüfkörpern, um die Rissbildung und das Risswachstum zu untersuchen.
AB - Ziel der vorgestellten Forschungsaktivitäten war es, mechanische, thermische und chemische Einflüsse zu identifizieren, die zu WECs (White Etching Cracks) auf Lagern führen. Mittels einer systematischen Variation verschiedener Einflussgrößen wurde deren Einfluss auf die Rissbildung untersucht. Sobald die Parameter, welche WECs fördern, erkannt werden, können die physikalischen und chemischen Mechanismen, die für die WECs verantwortlich sind, vertiefend untersucht werden. Auf diese Weise lassen sich Lösungen erzielen, um solche Lagerschäden zu vermeiden.Vier Forschungsstellen in Kaiserslautern, Münster und Hannover (Institut für Maschinenelemente und Getriebetechnik (MEGT), Technische Universität Kaiserslautern, Materialprüfungsgruppe (AWP), Technische Universität Kaiserslautern, Physikalisches Institut, Westfälische Wilhelms-Universität Münster und Institut für Maschinenkonstruktion und Tribologie (IMKT), Leibniz Universität Hannover) stellen hierfür ihre Expertise und Laboreinrichtungen zur Verfügung.Am IMKT werden Bauteil-Untersuchungen mit Axialzylinderrollenlagern und Modellversuche am Ring-Wälzkörper-Ring Tribometer unter unterschiedlichen Prüfbedingungen durchgeführt. Am Physikalischen Institut in Münster wurden die Oberflächen der Lagerscheiben (und Wälzkörper) mittels Time-of-Flight-Sekundärionenmassenspektrometrie (ToF-SIMS) analysiert, um die tatsächliche chemische Zusammensetzung der Tribofilme zu erhalten. In einem theoretischen Arbeitspaket wurden die an der Lageroberfläche induzierten Spannungen simuliert. Am MEGT wurden Komponententests auf einem dreiachsigen dynamischen Prüfstand durchgeführt. Zusätzlich wurden thermische, chemische und mechanische Lasten aufgebracht. Die interne Lagerdynamik und vor allem die damit verbundene Reibenergieverteilung wurden mittels Mehrkörpersimulation beschrieben. Die AWP konzentrierte sich auf mehrachsige Belastungen an Prüfkörpern, um die Rissbildung und das Risswachstum zu untersuchen.
UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85053937231&partnerID=8YFLogxK
U2 - 10.1007/s10010-018-0289-6
DO - 10.1007/s10010-018-0289-6
M3 - Artikel
AN - SCOPUS:85053937231
VL - 82
SP - 341
EP - 352
JO - Forschung im Ingenieurwesen
JF - Forschung im Ingenieurwesen
SN - 0015-7899
IS - 4
ER -