TY - JOUR ED - Bonse, Jörn ED - Spaltmann, Dirk T1 - Special issue: Laser-induced periodic surface nano- and microstructures for tribological applications N2 - Laser material processing is an emerging technology that generates surface functionalities on the basis of optical, mechanical, or chemical properties. In the form of laser surface texturing (LST), it has attracted a remarkable amount of research to tailor surface properties towards various tribological applications. The main advantages of this single-step, laser-based technology are the contactless machining, featuring a high flexibility, efficiency, and speed, along with the excellent quality of the processed products. LST can be applied precisely localized to sub-micrometric areas, but, via laser beam scanning, it is also feasible for structuring large surface areas at the square meter size. This Special Issue focuses on the latest developments concerning the tribological performance of laser-generated periodic surface nano- and microstructures and their applications. This includes the laser-based processing of different surface patterns, such as “self-organized” laser-induced periodic surface structures (LIPSS, ripples), grooves, micro-spikes, hierarchical hybrid nano-/micro-structures, microfeatures generated by direct laser interference patterning (DLIP), or even dimples or other topographic geometries shaped by direct laser modification or ablation. The applications of these periodically nano- and micro-patterned surfaces may improve the lubricated or non-lubricated tribological performance of surfaces in conformal and even non-conformal contact through a reduction of wear, a variation of the coefficient of friction, altered load carrying capacity, etc., resulting in energy saving, improved reliability, increased lifetimes as well as durability, leading in turn to extended maintenance intervals/reduced down-time. This can be beneficial in terms of bearings, gears, engines, seals, cutting tools, or other tribological components. Fundamental aspects addressed may involve the investigation of the relevant physical and chemical effects accompanying the laser-generated nano- and microscale topographies, such as alterations of the material structures, the hardness, superficial oxidation, the role of additives contained in lubricants, surface wettability, micro-hydrodynamic effects, etc. For this Special Issue we aim to attract both academic and industrial researchers and would like to provide a bridge between research in the fields of tribology and laser material processing in order to foster the current knowledge and present new ideas for future applications and new technologies. KW - Applications KW - Friction KW - Laser-induced periodic surface structures (LIPSS) KW - Tribology KW - Wear PY - 2020 UR - https://www.mdpi.com/journal/lubricants/special_issues/laser_periodic SN - 2075-4442 VL - 8 IS - 3 SP - Article 1 EP - Article 10 PB - MDPI CY - Basel AN - OPUS4-50914 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baer, Wolfram T1 - Detection and understanding of the chunky graphite degeneration in ferritic spheroidal graphite cast iron materials with respect to fatigue N2 - CHG is very different compared to other graphite degenerations or defects; Filigree, multi-branched string-like, 3d interconnected structure; Morphology and volumetric amount of CHG cannot be accessed by stereological interpretation of 2d section data; Field-tested, technically established method to quantify CHG in components not available; Fatigue: CHG causes substantial reduction in fatigue limit and significant increase in crack growth rate; Therefore: Avoid or exclude CHG! T2 - 4th International Symposium on Fatigue Design and Material Defects CY - Online meeting DA - 26.05.2020 KW - Ductile cast iron KW - Chunky graphite degeneration KW - Fatigue KW - Correlation microstructure to properties PY - 2020 AN - OPUS4-54409 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baer, Wolfram T1 - Aspekte der analytischen bruchmechanischen Bauteilbewertung N2 - Am Beispiel eines abgesetzten zylindrischen Bauteils (Achsschenkel) werden Probleme der analytischen bruchmechanischen Bauteilbewertung diskutiert. Als Basis-philosophie wird ein Fail Safe-Kriterium (kontrolliertes Versagen) angesetzt. Die Forderung ist, dass sich der Achsschenkel, bevor er bricht, in einem Ausmaß plastisch verformen kann, bei dem der Fahrer bemerkt, dass mit seinem Fahrzeug etwas nicht in Ordnung ist. Um das zu gewährleisten, muss der Werkstoff einen bestimmten Riss-widerstand aufweisen. Dazu werden im hier vorgestellten ersten Teil des Projektes mittels FEM Rissspitzenbeanspruchungen in Abhängigkeit von der Auslenkung des Zylinders und angenommener Rissgrößen ermittelt. Diese finden als Zielgrößen in der weiteren Analyse Anwendung. Da eine einfach umzusetzende Lösung angestrebt wird, werden zusätzlich analytische Rechnungen an Ersatzgeometrien (halbunendliche Platte und Vollzylinder), aber mit den realen Spannungen am Bauteil durchgeführt. Es zeigt sich, dass die Ergebnisse wegen des Steifigkeitsunterschieds zwischen Bauteil und Ersatzgeometrie unvertretbar konservativ sind. Alternativ wird ein hybrides Konzept vorgestellt, für das die Modellparameter mittels FEM bestimmt werden. Es liefert sehr genaue Ergebnisse. Im Rahmen der analytischen Rechenvorschrift können die Lösungen auf andere Werkstoffe übertragen werden, ohne dass zusätzliche FEM-Analysen notwendig sind. T2 - 54. Tagung des DVM-Arbeitskreises Bruchmechanik und Bauteilsicherheit CY - Online meeting DA - 22.02.2022 KW - Bauteilbewertung KW - Fail-safe KW - Analytisches Modell KW - FEM PY - 2022 AN - OPUS4-54408 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -