Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-1621
Main Title: Theoretische Untersuchungen zur Identifizierung der relevanten räumlichen Skalen der Reibung fester Körper
Translated Title: Theoretical investigations to identify relevant length scales of dry friction
Author(s): Putzar, Gero
Advisor(s): Popov, Valentin
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät V - Verkehrs- und Maschinensysteme
Type: Doctoral Thesis
Language: German
Language Code: de
Abstract: Mittel und Möglichkeiten der Tribospektroskopie, einer Methode zur Bestimmung der charakteristischen Skalen der Reibprozesse, werden auf theoretische Weise untersucht. Für die Reibung unter der Einwirkung von Ultraschall werden verschiedene analytische Überlegungen und numerische Simulationen an zwei dynamischen Modellen durchgeführt. Es wird gezeigt, daß es prinzipiell möglich ist, aus der Abhängigkeit der Reibungskraft von der Amplitude des Ultraschalls auf die charakteristischen Längenskalen der Reibungsprozesse zu schließen. Ein Reibungsgesetz wird vorgestellt, das die Reibungskraft als Funktion der Amplitude des Ultraschalls darstellt. Aus den Schwankungen der Bewegung und der Reibungskraft einer über eine Unterlage gezogenen Probe kann auch ohne Ultraschall auf die Längenskala der zugrundeliegenden Reibprozesse geschlossen werden. Die dargestellte Auswertung statistischer Kenngrößen der Simulationsergebnisse kann möglicherweise auch für die Untersuchung von Erdbebendaten verwendet werden. Schließlich wird ein Verfahren vorgestellt, bei dem die Reibungskraft zerlegt wird in einen orts- und einen geschwindigkeitsabhängigen Anteil (Makro- und Mikroreibung). Diese Zerlegung hängt von der Auflösung der Meß- oder Simulationsdaten ab. Aus dieser Abhängigkeit wiederum kann auf die zugrundeliegenden Wechselwirkungslängen geschlossen werden.
Tribospectroscopy is a method to determine characteristic scales of friction processes. Its means and potentials are investigated theoretically. Analytical considerations and numerical simulations concerning friction under the action of ultrasonic vibrations indicate the possibility to determine characteristic length scales of friction processes from the mean friction force being a function of the amplitude of ultrasonic oscillations. A law of friction depending on the amplitude of ultrasonic vibrations is derived. The fluctuation of drag and displacement of a sample being driven across a certain substrate without applied ultrasound can also be analysed to derive the length scales of the friction processes. The analysis of statistical properties as described in the work can possibly also be used for the investigation of earth quake data. The fraction of the space- and time-dependent parts of the friction force (macro- and microscopical parts) depend on the resolution of experimental data or data from simulations. From this dependence the relevant length scales of interaction can be determined as well.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-15942
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/1918
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-1621
Exam Date: 14-Jun-2007
Issue Date: 26-Jun-2007
Date Available: 26-Jun-2007
DDC Class: 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Subject(s): Reibmechanismen
Reibung mit Ultraschall
Skalenabhängige Reibung
Tribospektroskopie
Trockene Reibung
Dry friction
Friction mechanism
Friction with ultrasonic vibrations
Scale dependent friction
Tribospectroscopy
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