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3.1 FundamentallösungdeshomogenenelastischenHalbraums 19
ux(x,y)= 1
4πr [
−Fzx
r ( 1−2ν1
G1 − 1−2ν2
G2 )
+2Fx ( 1−ν1
G1 + 1−ν2
G2 )]
+ x
2πr3 (
xFx + yFy )( ν1
G1 + ν2
G2 )
, (3.8)
uy(x,y)= 1
4πr [
−Fzy
r ( 1−2ν1
G1 − 1−2ν2
G2 )
+2Fy ( 1−ν1
G1 + 1−ν2
G2 )]
+ y
2πr3 (
xFx + yFy )( ν1
G1 + ν2
G2 )
, (3.9)
uz(x,y)= 1
4πr [
2Fz ( 1−ν1
G1 + 1−ν2
G2 )
+ xFx + yFy
r ( 1−2ν1
G1 − 1−2ν2
G2 )]
.
(3.10)
Manerkennt,dassdie tangentialenVerschiebungendurchdienormaleBelastung–undvice
versa die normalen Verschiebungen durch die tangentialen Belastungen – verschwinden,
falls
1−2ν1
G1 − 1−2ν2
G2 =0. (3.11)
ZweiMaterialien,diedieseBedingungerfüllen,bezeichnetmanalseinanderelastischähn-
lich.
Sind die beiden Körper elastisch ähnlich, können die oben angegebenen Beziehungen
für die Komponenten der relativen Verschiebungen als Fundamentallösung eines einzigen
elastischenHalbraumsmit
G := G1G2
G1+G2 (3.12)
und
ν := ν1G2+ν2G1
G1+G2 (3.13)
aufgefasstwerden.Häufig führtman auchdieeffektivenModuln,
1
E˜ := 1−ν
2G = 1−ν1
2G1 + 1−ν2
2G2 , (3.14)
1
G˜ := 2−ν
4G = 2−ν1
4G1 + 2−ν2
4G2 , (3.15)
ein. Das Kontaktproblem zwischen zwei elastischen Körpern kann dann auf den Kontakt
eines starren Indenters mit einem elastischen Halbraum zurückgeführt werden. Dabei defi-
niert man die Lücke zwischen den beiden kontaktierenden Oberflächen im undeformierten
ZustandalsProfil f :
f(x,y) := z2(x,y)− z1(x,y). (3.16)
Stoßprobleme in Physik, Technik und Medizin
Grundlagen und Anwendungen
- Title
- Stoßprobleme in Physik, Technik und Medizin
- Subtitle
- Grundlagen und Anwendungen
- Author
- Emanuel Willert
- Publisher
- Springer Vieweg
- Location
- Berlin
- Date
- 2020
- Language
- German
- License
- CC BY 4.0
- ISBN
- 978-3-662-60296-6
- Size
- 17.3 x 24.6 cm
- Pages
- 258
- Keywords
- Engineering, Mechanics, Mechanics, Applied, Mechanics, Applied mathematics, Engineering mathematics
- Categories
- Naturwissenschaften Physik
- Technik
Table of contents
- 1 Einleitung 1
- Literatur 3
- 2 Kinematik und Dynamik räumlicher Stöße von Kugeln 5
- Literatur 14
- 3 Kontaktmechanische Grundlagen 17
- 3.1 Fundamentallösung des homogenen elastischen Halbraums 17
- 3.2 Reibungsfreier Normalkontakt ohne Adhäsion 20
- 3.3 Reibungsfreier Normalkontakt mit Adhäsion 25
- 3.4 Tangentialkontakt 38
- 3.5 Torsionskontakt 45
- 3.6 Viskoelastizität 52
- 3.6.1 Einführung 52
- 3.6.2 Das allgemeine linear-viskoelastische Materialgesetz 53
- 3.6.3 Berücksichtigung der Kompressibilität (Normalkontakt) 55
- 3.6.4 Rheologische Modelle 56
- 3.6.5 Behandlung viskoelastischer Kontaktprobleme nach Lee und Radok 61
- 3.6.6 Erweiterung auf beliebige Belastungsgeschichten 62
- 3.7 Funktionale Gradientenmedien 63
- 3.8 Plastizität 73
- 3.9 Zusammenfassung 84
- Literatur 87
- 4 Die Methode der Dimensionsreduktion in der Kontaktmechanik 95
- Literatur 110
- 5 Quasistatischer Normalstoß axialsymmetrischer Körper 113
- Literatur 153
- 6 Quasistatische ebene Stöße von Kugeln 157
- Literatur 181
- 7 Räumliche Effekte in elastischen Stößen von Kugeln 183
- Literatur 196
- 8 Ausgewählte Anwendungen von Stoßproblemen 197
- Literatur 222
- 9 Anhang 229
- Literatur 238
- Stichwortverzeichnis 239