Beschreibung der Zeitskalenproblematik bei Bremsvorgängen

Das globale Reib- und Verschleißverhalten von Bremssystemen ist eng gekoppelt an dasWachstum und die Zerstörung charakteristischer mesoskopischer Strukturen auf der Oberfläche eines Bremsbelages [1]. Diese reibintensiven “Patches” tragen einen Großteil der Reibleistung und stellen durch ihre Härte [2] ein “Schutzschild” für darunter befindliches weicheres Material dar. Aus diesem Grund ist es im Allgemeinen bei Bremssystemen nicht möglich, Reibung und Verschleiß zu separieren. Die aus dem Auf- und Abbau der Patches resultierende Wechselwirkung zwischen Reibung und Verschleiß ist mit Hilfe eines dynamischen Reibgesetzes [3] formuliert worden, womit es bereits möglich ist, einfache Phänomene, wie zum Beispiel das Fading oder Hystereseverläufe auf verschiedenen Zeitskalen abzubilden. Um einen detaillierteren Einblick in die Dynamik der Grenzschicht zu erhalten, wurde eine Diskretisierung mit einem Zellulären Automaten eingeführt [4]. Mit Hilfe der definierten Eigenschaften (inneren Variablen) “Temperatur”, “Status”, “Verschleißpartikeldichte” und “Normalleistung” und deren Verknüpfung durch einen implementierten Satz von Regeln konnten die wesentlichen Mechanismen abgebildet [5] und somit die Konsistenz des Regelwerkes nachgewiesen werden. Dabei ist die Problemstellung konfrontiert mit einem breiten Spektrum an Zeitskalen. Eine Konkretisierung des Problems sowie eine Möglichkeit zur Lösung werden in diesem Paper vorgestellt. (© 2006 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)