Untersuchung der Einflüsse auf die Rissentstehung bei Lkw-Bremsscheiben

Untersuchung der Einflüsse auf die Rissentstehung bei Lkw-Bremsscheiben

Hitzerisse auf einer Lkw-Bremsscheibe
Hitzerisse auf einer Lkw-Bremsscheibe

Hitzerisse bei Lkw-Bremsscheiben verursachen nicht nur erhöhte Wartungskosten durch den frühzeitigen Bremsscheibenwechsel, sondern stellen auch eine Gefahr im laufenden Betrieb des Lkw dar, sofern sie nicht rechtzeitig erkannt werden. Oftmals verlängert sich bereits die Entwicklungszeit neuer Lkw-Bremsscheiben aufgrund des Auftretens von Hitzerissen an Versuchsteilen signifikant, da Bremsscheiben, die zur starken Hitzerissbildung neigen, nicht zur Produktion freigegeben werden können. Über die Entstehungsursachen und das Wachstum von Hitzerissen bei Lkw-Bremsscheiben liegen grundlegende Erkenntnisse vor, die überprüft und vertieft betrachtet werden.

Es wird daher bei FZD an den Einflüssen auf die Entstehung und das Wachstum von Hitzerissen geforscht. Ziele der Forschung sind ein tieferes Verständnis der Vorgänge, die bei wechselnder thermo-mechanischer Belastung der Bremsscheibe Risse induzieren sowie die Entwicklung von Simulationsmethoden, um die Rissbildung vorherzusagen und somit möglichst zu verhindern.

Im Rahmen des Projekts werden Untersuchungen sowohl in Form von numerischen Simulationen als auch mit Hilfe von Versuchen auf dem Schwungmassenprüfstand durchgeführt. Weiterhin werden in Zusammenarbeit mit dem Institut für Werkstoffkunde materialspezifische Fragestellungen beantwortet.

Schwerpunkt des Projekts stellt dabei die Modellierung des Bremsscheibenmaterials sowie der Materialermüdung und des Risswachstums in Finite-Element-Simulationen dar. Zusätzlich werden die in umfangreichen Versuchsreihen auf dem Schwungmassenprüfstand gewonnenen Erkenntnisse mit den Ergebnissen der Finite-Element-Modelle fusioniert. Am Ende des Projekts sollen die gewichteten, beeinflussenden Parameter und eine Modellvorstellung über die Entstehung und das Wachstum von Hitzerissen hergeleitet worden sein, die mithilfe der Versuchsergebnisse ausreichend validiert wurden, um die Entstehung und das Wachstum von Hitzerissen vorherzusagen.

Das Forschungsthema wird bei FZD in Rahmen eines Forschungsauftrags mit dem Center of Competence Air Disc Brake der Knorr-Bremse SfN GmbH bearbeitet.

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