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3.8 Plastizität 83
während der elasto-plastischen Belastung vernachlässigen kann, und dass die Entlastung,
wieimnicht-adhäsivenFall,einelastischerProzess ist.MitdemdurchdieplastischeDefor-
mation veränderten Profil am Ende der Belastung lösten sie das elastische Problem mit
Adhäsion während der Abzugsphase im Rahmen der JKR-Theorie und der Theorie von
MaugisundcharakterisiertenverschiedeneParameterbereichemitunterschiedlichenAblö-
semechanismen.
EinweitererwichtigerBeitragstammtvonWuundAdams[123].Diesebestimmtenunter
Verwendung des Adhäsionsmodells von Greenwood und Johnson [34] durch Betrachtung
des vollständigen Spannungszustands im Inneren des elastischen Mediums die kritische
Last, um unter einem adhäsiven Hertzschen Kontakt plastische Deformation zu initiieren,
undstelltenfest,dassdiesekritischeLastdurchdieWirkungderAdhäsiondeutlichherabge-
setztwird;dabeikannesineinemadhäsivenKontaktsogarohneeineäußereNormalkraftzu
lokalemFließenkommen.Abb.3.19zeigtdievonWuundAdamsangegebenenormiertekri-
tischeNormalkraft,umaufderSymmetrie-AchselokalesFließenzuinitiieren,alsFunktion
desParameters
:= E˜
πσ f (
16π γ
3R˜E˜ )1/3
(3.293)
fürverschiedenePoissonzahlen.DerFaktor 3 inderNormierungderNormalkraftstammt,
bis auf einen numerischen Faktor, aus dem Verhältnis zwischen 3π γ R˜ und der in Gl.
(3.266) gegebenenFließgrenze FY im nicht-adhäsivenFall.
Darüberhinausgibt es fürwachsendeTabor-ParametereinensinkendenkritischenWert
von , oberhalb dessen lokales Fließen durch die adhäsive Spannungskonzentration am
Rand desKontakteseinsetzt [123].
Das Grundproblem bei der Lösung des elasto-plastischen Normalkontaktes mit Adhä-
sion ist die Behandlung der Spannungskonzentration am Rand des Kontaktes. In der JKR-
Theorie divergiert diese Spannung, es tritt dann grundsätzlich lokales Fließen am Kon-
taktrand auf. Tatsächlich ist die Spannung wegen der Diskretheit der atomaren Struktur
Abb.3.19 Normierte kritische
Normalkraft fürden adhäsiven
Hertzschen Kontakt, umauf
der z-Achse lokales Fließen zu
initiieren, als Funktiondes
Parameters (sieheGl.
(3.293)) für verschiedene
Poissonzahlen; nach [123]
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