tribologie

Tribologie is de wetenschap en techniek van de interacties tussen oppervlakken in relatieve beweging. Zij bestudeert wrijving, slijtage en smering en hoe deze processen samenhangen met materiaaleigenschappen, oppervlakte-ruwheid, contactmechanica, belasting, snelheid, temperatuur en omgeving. Doel is inzicht te krijgen in energiebesparing, levensduur en betrouwbaarheid van mechanische systemen.

Belangrijke concepten zijn de wrijvingscoëfficiënt, slijtage en verschillende smeringsregimes. Bij droog contact en grenslaag smering kunnen oppervlakken contact maken met beperkte of geen vloeistof; bij gemengde smering en hydrodynamische of elastohydrodynamische smering wordt vloeistof gebruikt om contactlasten te verlagen. De Stribeck-kromme illustreert hoe frictie en smering veranderen met snelheid en lubricantlagen.

Slijtagemechanismen omvatten adhesieve slijtage, abrasieve slijtage, corrosieve slijtage en vermoeingsslijtage. Een veelgebruikte vorm van kwantificering is de Archard-wet, waarbij het slijtagevolume V evenredig is met de contactbelasting F en de sliding distance S, en omgekeerd met de hardheid H, met een slijtagecoëfficiënt k als proportionele constante.

Experimenteel wordt veel gebruikgemaakt van tribometers, zoals pin-on-disk en ball-on-flat tests, om frictie en slijtage te meten, gecombineerd met oppervlakteanalyse en profilometrie. Modellering omvat contactmechanica, tribo-simulaties en multiscale benaderingen. Toepassingen zijn onder meer lagers, tandwielen, afdichtingen, motoronderdelen, MEMS en biomedische implantaten.

Geschiedenis: De term tribologie werd populair gemaakt door Peter Jost in de jaren zestig; de discipline groeide uit werk op het gebied van mechanica, oppervlaktewetenschappen en smeertechnologie.