slijtagemodellen

Slijtagemodellen zijn wiskundige en mechanistische representaties die het mechanische slijtageverschijnsel beschrijven en voorspellen wanneer twee oppervlakken onder beweging in contact komen. Ze vormen een kernonderdeel van de tribologie en worden gebruikt om de levensduur en betrouwbaarheid van onderdelen te beoordelen, ontwerpmogelijkheden te evalueren en onderhoudsbehoeften te plannen.

De meest gebruikte empirische benadering is de wet van Archard. Volgens deze wet is de volume-slijtage V evenredig met de normale belasting F en de schuifafstand s, en omgekeerd evenredig met de materiaalhardheid H, met een dimensieloze slijtagecoëfficiënt k: V = k (F s) / H. De waarde van k hangt af van het materiaalpaar, de smering, de oppervlakteruwheid en de contactomstandigheden.

Naast Archard bestaan er mechanistische en semi-empirische modellen die slijtage koppelen aan fysieke processen zoals adhesieve slijtage, abrasieve slijtage en wisselende temperatuur of smering. Slijtage kan worden onderverdeeld in twee- en drie-lichaams slijtage, en in verschillende slijtage-mechanismen zoals adhesie, slijtagang en micro-fractuur. Modellen kunnen specifiek zijn voor een bepaald type slijtage of voor combinatie van factoren.

Toepassingen van slijtagemodellen omvatten ontwerpoptimalisatie, voorspellingsberekeningen van servicelevens en onderhoudsplannen. In de praktijk worden vaak meerdere modellen gecombineerd en gekalibreerd met experimentele data, omdat de slijtagecoëfficiënten sterk kunnen variëren met belasting, snelheid, temperatuur, smering en oppervlakte-eigenschappen.

In rapportage en ontwerpdocumentatie dienen slijtagemodellen als instrumenten om prestaties te begrijpen, risico's te kwantificeren en beslissingen te onderbouwen, terwijl onzekerheden en aannames transparant worden beschreven.