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4.1 ReibungsfreierNormalkontaktohneAdhäsion 97
WegenGl.(3.28)könnenauchdieSpannungen imdreidimensionalenKontakt nachder
Beziehung
σzz(r)=−1
π a∫
r q′z(x)√
x2−r2 dx, r≤a, (4.6)
aus der Streckenlast des ebenen Modells gewonnen werden. Dies ist eine Abel-
Transformation,diemanmitdemErgebnis [5,S.353]
qz(x)=2 a∫
x rσzz(r)√
r2−x2dr (4.7)
invertierenkann.Die (lokalen)Verschiebungenuz(r)undu1Dz (x) sinddurch
uz(r)= 2
π min(r,a)∫
0 u1Dz
(x)√
r2−x2 dx (4.8)
verknüpft, wieman durch einenVergleich vonGl.(3.30)mitGl.(4.1) leicht erkennt. Die
LösungdesKontaktproblemsbestehtalsoimGrundeausderBestimmungdesebenenProfils
g(x)mithilfevonGl.3.32.
EinSonderfall, der inderobigenBetrachtungstrenggenommennicht enthalten ist, soll
wegen seiner großenBedeutungnoch einmal für sich betrachtetwerden.Dies betrifft den
reibungsfreien Normalkontakt zwischen einem flachen zylindrischen Stempel mit einem
elastischenHalbraum.DieserKontakt ist aber trivial imRahmenderMDRabbildbar.Dies
liegt an der Tatsache (die letztlich der Ursprung der MDR ist), dass die Steifigkeit des
Flachstempelkontaktes (3.21) proportional zumRadius a des zylindrischen Stempels ist.
DieMDR-Abbildung des zylindrischen Flachstempels ist damit ein ebener Flachstempel
mitdemHalbmessera.DieVerschiebungendesMDR-Modells sinddaher
u1Dz (x)=−d, |x|≤a, (4.9)
was sofort aufdienormaleStreckenlast
qz(x)=−E˜d, |x|≤a, (4.10)
mitderAbleitung
q′z(x)= E˜d [δ(x−a)−δ(x+a)], (4.11)
führt. In der letzten Gleichung wurde dabei von der Dirac-Distribution δ(·) Gebrauch
gemacht.DieNormalkraft ist durch
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