Das Verständnis der Grenzreibung bleibt eine große Herausforderung in der Tribologie. Die gängige Annahme ist, dass in diesem Regime die Reibung aufgrund des extrem dünnen Schmierfilms hauptsächlich durch direkten Rauheitskontakt (Asperitätenkontakt) in der Grenzschicht entsteht. Doch ist dieser Festkörperkontakt wirklich der dominante Mechanismus, oder könnte die Scherung ultradünner Schmierfilme innerhalb der Rauheitskontakte weiterhin das Reibungsverhalten beeinflussen?
In unserer kürzlich erschienenen Publikation in Lubricants gehen wir dieser Frage nach, indem wir Kontaktmechanik-Simulationen mit einem druckabhängigen Modell für die Grenzschubspannung kombinieren:
https://doi.org/10.3390/lubricants14030125
Durch die Simulation eines geschmierten Zweischeibenkontakts und den Vergleich der Vorhersagen mit experimentellen Ergebnissen für verschiedene Grundöle untersuchen wir, ob sich die Grenzreibung durch die Grenzschubspannung dünner Schmierfilme innerhalb des Kontakts erklären lässt.
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Grenzreibung am besten durch eine Kombination aus Schmierstoffrheologie, dargestellt über die Grenzschubspannung, und Festkörperkontakt an hoch belasteten Rauheitsspitzen in den Grenzschichten beschrieben wird. Dies trägt dazu bei, die Lücke zwischen klassischen Asperitätenkontaktmodellen und fluidbasierten Reibungsbeschreibungen zu schließen und könnte eine physikalisch fundiertere Modellierung der Reibung geschmierter Maschinenelemente unterstützen.
