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							4.5 Viskoelastizität 105
4.5 Viskoelastizität
DieMDRistebenfalls füraxialsymmetrischeKontaktemit (inkompressiblen) linear-visko-
elastischenMedien anwendbar.Das liegt daran, dass dasMaterialverhaltendieserMedien
vollständig durch den zeitabhängigenSchubmodulG(t)gegeben ist,während dieGrund-
gleichungen der elastischenMDR linear inG sind.DieAnwendung des viskoelastischen
Korrespondenzprinzips führt daher imZeitbereich zuder gleichenArt vonFaltungen,wie
sieauchinderTheorievonLeeundRadokauftreten.DieIdeeeinerMDRfürviskoelastische
Medien schlugen zuerst Kürschner und Filippov [11] für denKontaktmit einer viskosen
Flüssigkeitvor.ArgatovundPopov[12]konntendieKorrektheitderMethodefürbeliebige
(inkompressible) linear-viskoelastischeRheologienunterderAnnahmebeweisen,dassder
KontaktradiusmonotonwächstodereineinzelnesMaximumaufweist.
UmdieMDRauf viskoelastischeMedien anzuwenden,müssen die linearenElemente
derWinklerschenBettungmitderRelaxationsfunktionG(t)versehenwerden,dieBettung
bestehtalsonichtmehrausFedern,sondernausrheologischenElementen,diedas jeweilige
viskoelastischeMaterialverhaltenreproduzieren4.DieviskoelastischeBettunghatdanndie
differentiellennormalenund tangentialenSteifigkeiten
dkz(t)= 2
1−νG(t)dx=4G(t)dx, (4.49)
dkx(t)= 4
2−νG(t)dx= 8
3 G(t)dx. (4.50)
DerKontaktradius istdadurchbestimmt,dassdienormaleStreckenlastamRanddes(nicht-
adhäsiven)Kontaktesverschwindet,
qz (x=a(t), t)=0. (4.51)
Alle anderenAbbildungsregelnderMethode, insbesonderedieDefinitiondes ebenenPro-
fils g(x) und die Bestimmung der rotationssymmetrischen Spannungen aus den ebenen
Streckenlasten,bleibenunverändertgültig.
AnalogzudementsprechendenAbschnitt imvorhergehendenKapitelzudenkontaktme-
chanischenGrundlagen sei angenommen,dassdieBelastungdesKontaktes zumZeitpunk
t=0beginnt.DieNormalverschiebungen imMDR-Modell sinddanndurch
u1Dz (x, t)=−d(t)+g(x)H(t), |x|≤a(t), (4.52)
mit derHeaviside-FunktionH(·), gegeben.Die Streckenlast ergibt sichwegen des Super-
positionsprinzipsdurchdieFaltung
4Beispielsweise eine Feder in Parallelschaltung mit einem Dämpfer im Fall des Kelvin-Voigt-
Mediums.
					
				
						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