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Zitieren Sie bitte immer diesen URN: urn:nbn:de:kobv:b43-379402

Multiscale modeling of low friction sliding behavior of a hybrid epoxy-matrix nanocomposite

  • The method of movable cellular automata (MCA) and method of molecular dynamics (MD) were applied to simulate the friction and sliding behavior of model-tribofilms formed from a nanocomposite consisting of an epoxy matrix, 10 vol % micron-sized carbon fibers and 5 vol. % silica nanoparticles. Whereas MCA considered the tribofilm as an agglomerate of silica nanoparticles released from the composite and mixed with graphite particles, MD simulated the sliding behavior of an amorphous silica layer supported by stiff crystalline substrates on both sides. The MCA model provided reasonable quantitative results which corroborate experimental findings at moderate stressing conditions. The very low coefficient of friction observed experimentally under severe stressing conditions was not explained by this model. This could be attributed to the lack of mechanical data at the high temperature expected under these conditions. Although based on a simpler assumption of the tribofilm composition,The method of movable cellular automata (MCA) and method of molecular dynamics (MD) were applied to simulate the friction and sliding behavior of model-tribofilms formed from a nanocomposite consisting of an epoxy matrix, 10 vol % micron-sized carbon fibers and 5 vol. % silica nanoparticles. Whereas MCA considered the tribofilm as an agglomerate of silica nanoparticles released from the composite and mixed with graphite particles, MD simulated the sliding behavior of an amorphous silica layer supported by stiff crystalline substrates on both sides. The MCA model provided reasonable quantitative results which corroborate experimental findings at moderate stressing conditions. The very low coefficient of friction observed experimentally under severe stressing conditions was not explained by this model. This could be attributed to the lack of mechanical data at the high temperature expected under these conditions. Although based on a simpler assumption of the tribofilm composition, MD-modelling could be easily applied to the expected high flash temperature and was able to predict friction reduction and smooth sliding under these conditions.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:A.I. Dmitriev, A.Y. Nikonov, Werner ÖsterleORCiD
Dokumenttyp:Beitrag zu einem Tagungsband
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Procedia Structural Integrity
Jahr der Erstveröffentlichung:2016
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Elsevier Ltd.
Jahrgang/Band:2
Erste Seite:2347
Letzte Seite:2354
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Hybrid composite; Molecular dynamics; Movable cellular automata; Silica nanoparticle; Tribofilm
Veranstaltung:21st European Conference on Fracture ECF21
Veranstaltungsort:Catania, Italy
Beginndatum der Veranstaltung:20.06.2016
Enddatum der Veranstaltung:24.06.2016
DOI:10.1016/j.prostr.2016.06.294
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-379402
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - Namensnennung-Nicht kommerziell-Keine Bearbeitung
Datum der Freischaltung:31.10.2016
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:05.01.2017
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