Kitkaväsymisen parempi tuntemus auttaa suunnittelemaan kestävämpiä koneita

Koneiden rikkoutumisen takana on usein koneen osien liitospintojen vaurioituminen dynaamisesta kuormituksesta johtuen. Kitkaväsytetyn kosketuksen kitkamekanismien parempi tuntemus auttaa suunnittelemaan kehittyneempiä ja kestävämpiä koneita.

Konepajateollisuudessa tuotteita on kehitettävä jatkuvasti, jotta menestyisi kansainvälisillä markkinoilla. Jotta koneesta saadaan mahdollisimman tehokas, koneen osien kestävyys hyödynnetään mahdollisimman tarkkaan. Ratkaisevassa roolissa ovat osien liitospinnat, joihin kohdistuu suurin kuormitus. Diplomi-insinööri Jouko Hintikka tutki väitöstyössään kitkaväsytetyn kosketuksen kitkamekanismeja ja pintojen vaurioitumista.

– Koneen osien väsymisvauriot voivat olla äkillisiä ja tuhoisia. Kitkaväsyminen on erityisen haasteellinen koneenosien liitosten vaurioitumismuoto. Sitä on hankala huomioida suunnitteluprosessissa, koska siihen liittyviä kitka- ja kulumismekanismeja ei tunneta riittävän tarkasti, Hintikka kertoo.

Hintikka tutki kitkaa, kitkaväsymistä ja värähtelykulumista kokeellisin menetelmin. Hän keskittyi erityisesti kitkan karakterisointiin ja kitkamekanismien selvittämiseen.

– Tavallisesti liitospintojen välistä kitkaa kuvataan kitkakertoimen avulla, mutta tutkimustulosten mukaan yksi kitkakerroin ei riitä kuvaamaan kitkaväsytetyn kosketuksen kitkaa. Värähtelykuluminen vaurioittaa liitospintoja paikallisesti kasvattaen kitkan hyvin suureksi, minkä voi johtaa lopulta väsymisvaurioon, Hintikka kertoo.

Kitkaväsytetyn kosketuksen vauriomekanismien ymmärtäminen mahdollistaa uusien kehittyneiden koneenosien suunnittelukriteerien määrittelyn, mikä onkin yksi jatkotutkimuksen aiheista.

Väitöstilaisuus maanantaina 27.6.2016

Diplomi-insinööri Jouko Hintikan materiaaliopin alaan kuuluva väitöskirja Fretting Induced Friction, Wear and Fatigue in Quenched and Tempered Steel (“Kitka, Värähtelykuluminen ja Kitkaväsyminen Nuorrutusteräksessä”) tarkastetaan Tampereen teknillisen yliopiston (TTY) teknisten tieteiden tiedekunnassa maanantaina 27.6.2016 kello 12.00 alkaen Konetalon salissa K1702 (Korkeakoulunkatu 6, Tampere). Vastaväittäjinä toimivat professori David Nowell (University of Oxford, Iso-Britannia) ja professori Braham Prakash (Luleå University of Technology, Ruotsi). Tilaisuutta valvoo professori Arto Lehtovaara TTY:n materiaaliopin laitokselta.

Jouko Hintikka työskentelee tutkijana TTY:n materiaaliopin laitoksella Tribologia ja koneenosat -tutkimusryhmässä.

Lisätietoja: Jouko Hintikka, 0408490576, etunimi.sukunimi@tut.fi