Tribologie – die Lehre der Reibung – ist allgegenwertig. Umso wichtiger ist es, ein Verständnis für den Reibungszustand jeglicher Anwendung zu entwickeln. Dabei haben viele Faktoren einen Einfluss auf die Grundelemente eines jeden tribologischen Systems: Die Reibungspartner, der eingesetzte Schmierstoff sowie die Umgebungsbedingung.

Nur ein ganzheitlicher Blick sowie die Einbeziehung von Wechselwirkungen zwischen den Grundelementen ermöglichen die wissenschaftliche Untersuchung des Reibungszustandes. Mittels moderner Simulationstechniken und am Lehrstuhl KAt entwickelter numerischen Berechnungsmodelle ist diese wissenschaftliche Untersuchung möglich und erstreckt sich dabei auf verschiedene Schwerpunkthemen:

Im Bereich der Getriebetechnik liegt der Schwerpunkt in der Kontaktsimulation im Zahneingriff. Dies beinhaltet nicht nur eine Abwälzsimulation für verschiedene Zahngeometrien, sondern auch die Berücksichtigung von Schmierstoffeinflüssen, Oberflächenangaben, Materialparameter oder der Belastung. Diese Betrachtung ermöglicht unter anderem eine Berechnung des Wirkungsgrades, thermische Verteilungen im Zahnkontakt oder eine mehrzieloptimierte Auslegung einer Zahnradpaarung.

Am Beispiel Gleitlager entwickelt der Lehrstuhl KAt in Kooperationsprojekten Berechnungsmodelle für eine realitätsnahe Berechnung des Thermo-Elastohydrodynamischen (TEHD) Kontaktes, welche sich auch auf andere Kontaktprobleme übertragen lassen. Ziel ist die Reduzierung von Reibungsverlusten, die Erweiterung von Einsatzgrenzen sowie die Steigerung der Lebensdauer.

Ein weiterer Aspekt im Bereich der Tribologie ist die Betrachtung von Stick-Slip Effekten. Dieser zumeist unerwünschte Effekt tritt in einer Vielzahl an Anwendungen auf und ist für jeden Anwendungsfalls individuell zu betrachten. Der Lehrstuhl KAt arbeitet auch dafür an Berechnungsansätzen, um eine realitätsnahe Beurteilung zu ermöglichen.

Da numerische Berechnungsmodelle oder ganzheitliche Mehrzieloptimierungen hohe Anforderungen hinsichtlich Rechenleistung aufweisen, ist der Lehrstuhl KAt bestrebt, eine hohe Modellgüte bei gleichzeitig hoher Berechnungsgeschwindigkeit sowie einer optimalen Ressourceneffizienz sicherzustellen. Der Prozess der Modellbildung wird zusätzlich durch experimentelle Untersuchungen im Bereich Reibung, Oberflächenanalyse oder Schmierstoffbeschaffenheit unterstützt.