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3.3 ReibungsfreierNormalkontaktmitAdhäsion 35
ddˆ = (
6aˆ− 16
π √
m2−1
)
daˆ− 16
π aˆ m√
m2−1 dm, (3.86)
dFˆz = [
−3aˆ2+ 8
π aˆ (
m2arccos (
1
m )
+ √
m2−1
)]
daˆ+
+ 8
π aˆ2m [
1√
m2−1 +arccos (
1
m )]
dm, (3.87)
0= 16
3πaˆ [
arccos (
1
m )√
m2−1−m+1
]
+ (
m2−2 )
arccos (
1
m )
+ √
m2−1+
+ {
16
3π [
m√
m2−1 arccos (
1
m )
+ 1
m −1
]
+ aˆ [√
m2−1
m +marccos (
1
m )]}
dm
daˆ .
(3.88)
MitderBedingungfürdenkritischenZustandundderLösungdesKontaktproblemsergibt
sichdanneingeschlossenesGleichungssystemzurBestimmungderkritischenGrößen.An
dieserStelle sollnuraufeinDetail eingegangenwerden,dasszur späterenBehandlungdes
StoßproblemsvonBedeutungist.Wiemanspätersehenwird,endetderStoß,wennderKon-
takt unter weggesteuerten Bedingungen seine Stabilität verliert. Aus der Abb.3.6 ist dabei
klar, dass dies nur für ausreichend große Werte des Tabor-Parameters bei Konfigurationen
mitdirektemKontaktpassiert.DerGrenzfall, beidemdieAuflösungdesKontaktesgerade
amEndedesdirektenKontakteserfolgt, ergibt sich ausderLösung derGleichung
3π3
29 3 =1− 1
π ⇒ ≈0,64. (3.89)
Für größere Werte von verliert der Kontakt seine Stabilität in einer Konfiguration mit
direktemKontakt.DieKonfigurationenohnedirektenKontaktverlieren ihreStabilität,wie
einfachzu zeigen ist, unterweggesteuertenBedingungenbei
bˆWSc = 32
3π2 . (3.90)
Abb.3.6 Normierte
Normalkraft (Zugbereich) als
Funktion der normierten
Eindrucktiefe für den
Maugis-adhäsiven
Normalkontakt vonKugeln für
verschiedene Werte des
Tabor-Parameters mitdem
JKR-und DMT-Grenzfall
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