Design and Build Up of a Tribometer to Work Under Corrosive and Fatigue Conditions for the Offshore Renewable Energy Sector - A Top Sliding Motion Approach

Abstract

Et tribometer er et instrument som kan teste hvordan ulike materialer interagerer med hverandre, og det brukes for å studere friksjon og slitasje mellom overflater. Kunnskap om materialers oppførsel under ulike forhold er veldig nyttig da det kan hjelpe ingeniører og prosjektledere med å velge de riktige materialene for sine prosjekter, og dermed forbedre kvaliteten på produktene. Hovedfokuset for denne bacheloroppgaven har vært å utvikle et design for et tribometer som kan teste metalliske prøver som er utsatt for friksjon, korrosjon og utmatting samtidig. Målet for prosjektet har vært å lage en prototype av et tribometer som senere kan bli brukt i tribologilabben på NTNU i Trondheim. Tribometeret som er designet i dette prosjektet er et ball-on-plate tribometer med four- point bending og en elektokjemisk celle. Det vil utføre tester på små metalliske prøver, med en utmattingslast påført fra undersiden og friksjons- og korrosjonstester utført på oversiden. Det er også en annen bachelorgruppe som har jobbet på det samme prosjektet, men med lasten påført fra oversiden og friksjons- og korrosjonstestene utført på undersiden av prøven. I sammarbeid med den andre gruppen og veilederne ble det bestemt en felles størrelse på prøvene for begge gruppenes tribometer. Med god veiledning fra veilederne gjennom dette prosjektet, i tillegg til den kunnskapen som gruppen har tilegnet seg over de tre årene på maskiningeniørstudiet, ble det gjort store fremskritt mot å ferdigstille et design for tribometeret. Gjennom arbeidet med dette prosjektet, har gruppen oppnådd mange av de målene som ble satt før prosjektet ble startet. Gruppen har også tilegnet seg erfaringer som vil være verdifulle i fremtidige karrierer.

A tribometer is an instrument that can test how different materials interact with each other, and it is used to study the friction and wear between surfaces. Knowledge about the behaviour of materials under different conditions is very useful as it can help engineers and project managers choose the right materials for their projects, and thus improve the quality of the products. The main focus of this Bachelor’s thesis has been the designing and building up of a tribometer that can test metallic samples exposed to friction, corrosion and bending fatigue simultaneously. The goal for the project has been to create a prototype of a tribometer that can later be used in the tribology laboratory at NTNU in Trondheim. The tribometer designed in this project is a ball-on-plate tribometer with four-point bending and an electrochemical cell. It will perform tests on small metallic test samples, with a fatigue load applied from the underside and friction and corrosion tests performed on the top. There is also another Bachelor group that has been working in the same project, but with the load applied from the top of test sample and the friction and corrosion tests performed on the underside of the test sample. In collaboration with the other group and the supervisors a common size of the test samples was agreed upon for both groups’ tribometer. With the great guidance from the supervisors throughout this project, as well as the knowledge gained over the three years of studying mechanical engineering, the group was able to make great progress toward finalizing a design for the tribometer. Through working on this project, the group has met many of the goals that were set prior to starting the project. The group has also gained experience that will be valuable in their future careers.