Ausfallmechanismen, Ausfallmodelle und ...

22 Stand der Wissenschaft und Technik
Im Rahmen dieser Arbeit sind insbesondere die Konzepte der
Spannungsrelaxation und der Reibkorrosion von Bedeutung.
2.2.1 Kontakttheorie
Physikalisch gesehen, weist jede Oberfläche auf der mikroskopischen
Skala eine Rauheit R z auf. Je nach Herstellungsprozess
ergeben sich Form, Höhenverteilung, mittlerer Abstand und
weitere geometrische Eigenschaften dieser „Berg- und Tallandschaft“.
Werden nun zwei Kontaktpartner über eine Kraft zusammengepresst,
so sind diese nur an wenigen Spitzen - den
sogenannten a-spots - miteinander in Kontakt (siehe Abb. 2.2.3).
Man unterscheidet deshalb zwischen der tatsächlichen und der
scheinbaren oder nominellen Kontaktfläche.
Abbildung 2.2.3: Multi-Asperity-Modell: Die Oberflächen
sind nur an wenigen Punkten, den a-spots, tatsächlich miteinander
in Kontakt. Grafik angelehnt an [Hol67].
Die ersten Kontaktmodelle von Hertz [Her82] und Holm [Hol67]
basieren auf der Vorstellung einer elastischen Deformation der
beiden Kontaktpartner. Durch die punktuelle Berührung der
Kontaktflächen kommt es jedoch zu lokalen Spannungsspitzen,
die in der Regel die Fließgrenze der Kontaktwerkstoffe überschreiten.
Bowden und Tabor [Bow64] erweiterten deshalb das
Kontaktmodell um die plastische Deformation der Kontaktspitzen.
Die lokalen Spannungsspitzen werden über eine plastische
Verformung der Kontaktspitzen und über die Ausbildung neuer