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3.5 Torsionskontakt 51
σϕz(r)=σL(r;a1,c1)+σL(r;a2,c2)sgn( ϕ), (3.157)
ϕ=ϕL(a1,c1)+ϕL(a2,c2)sgn( ϕ). (3.158)
Die Bedingungc2 >a1 führt dabei auf dieForderung
| ϕ|<ϕL(a2,a1). (3.159)
Falls c1 < c2 <a1, muss zunächst der Ring c2 ≤ r ≤a1 von Spannungen befreit werden;
anschließendwird wiederumeineeinzelneLubkin-Spannung linear superponiert:
σϕz(r)=σL(r;a1,c1)−σL(r;a1,c2)+σL(r;a2,c2)sgn( ϕ), (3.160)
ϕ=ϕL(a1,c1)−ϕL(a1,c2)+ϕL(a2,c2)sgn( ϕ). (3.161)
FürdenFallc2 ≤ c1 wurdedieganzeursprünglicheBelastungsgeschichtegelöschtunddie
Lösung ist entsprechendeinfach
σϕz(r)=σL(r;a2,c2)sgn( ϕ), (3.162)
ϕ=ϕL(a2,c2)sgn( ϕ). (3.163)
Die Bestimmung der zu Gl.(3.159) analogen Bedingungen für ϕ in den letzten beiden
Fällen ist dabei elementar.
Kontaktgebiet schrumpft
Wenn das Kontaktgebiet schrumpft, muss zunächst der Ring a2 < r ≤a1 von Schubspan-
nungenbefreitwerden.Dazu ist eineVerteilung
σϕz,I(r)=−σL(r;a1,a2), (3.164)
ϕI =−ϕL(a1,a2) (3.165)
nötig.Anschließendkannmanwieobenverfahren,wobeiderKontaktradiuskonstantbleibt.
AllgemeineAusgangssituation
Die obigen Beziehungen kann man ohne Schwierigkeiten in iterativer Form für eine belie-
bigeAusgangssituationverallgemeinern.Esseiσϕz,n dieSpannungsverteilungnachn Ver-
schiebungsinkrementen di und ϕi.Außerdemseidurchsi dasVorzeichenderjeweiligen
Sliprichtungdefiniert.Dann ist
σϕz,n(r)= ⎧⎪⎪⎨
⎪⎪⎩ σϕz,n−1(r)+snσL(r;an,cn) , fu¨r 1
σϕz,n−1(r)−sn−1σL(r;an−1,cn)+snσL(r;an,cn), fu¨r 2
σϕz,n−2(r)+snσL(r;an,cn) , sonst, (3.166)
wobei dieBedingungendurch
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