Simulation von abrasiver Schädigung mit gitterfreien Methoden

In dieser Arbeit geht es um die numerische Modellierung und Untersuchung abrasiver Schädigungsmuster mit gitterfreien Methoden. Kleine, harte Partikel werden von einem Arbeitsfluid transportiert, und bei einem Kontakt mit den Bauteilen einer hydraulischen Maschine kann es zu einer Beschädigung der Oberfläche der Bauteile kommen. Für die Simulation von Schädigungsmustern durch abrasive Schädigung werden verschiedene Simulationsmethoden gekoppelt. Das Fluid wird mit den Navier-Stokes-Gleichungen beschrieben. Für die Diskretisierung wird die Smoothed Particle Hydrodynamics Methode verwendet. Die Beladung des Fluids, bestehend aus abrasiven Partikeln, wird in dieser Arbeit als ein Sandgemisch bestehend aus Sandpartikeln unterschiedlicher Größe angenommen. Die abrasiven Partikel werden abhängig von der Größe mit der Diskrete Elemente Methode beziehungsweise einer Transportgleichung modelliert. Die Schädigung der Bauteiloberfläche wird über Schädigungsmodelle beschrieben. Mit ihnen wird der Materialabtrag bei Kontakt eines abrasiven Partikels mit der Bauteiloberfläche unter Berücksichtigung verschiedener Parameter berechnet.