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122 5 QuasistatischerNormalstoßaxialsymmetrischerKörper
5.3.2 HomogeneMedienmitAdhäsionnachMaugis(parabolischer
Kontakt)
Mit der Lösung desKontaktproblems ausAbschn.3.3.3 kannman auch dasNormalstoß-
ProblemmitAdhäsion inderBeschreibungvonMaugis behandeln [11].Eswirddabei im
vorliegendenAbschnittvondengleichennormiertenGrößenGebrauchgemachtwiebeider
SchilderungderLösungdesKontaktproblems, alle verwendetenNotationenkönnendaher
imdrittenKapitelnachgeschlagenwerden.
DerStoßbeginnt,wennderAbstandzwischendemHalbraumunddemPunktdesersten
Kontaktes auf demEindruckkörperkleiner ist als dieReichweitederAdhäsion, unddamit
bei einernormiertenEindrucktiefevon
dˆ0=−1 . (5.40)
Wenn der Stoß ohne direkten Kontakt beginnt, bildet sich nach Gl.(3.83) spontan eine
adhäsiveZonemitdemRadius
bˆ0= 64
3π2 . (5.41)
NachderUngleichung (3.81) sindsolcheKonfigurationenmöglich, falls
3π3
29 3 ≥2 ⇒ ≤0,45. (5.42)
EsergebensichalsodreiverschiedeneFälle:Für ≤0,45beginntundendetderStoßohne
direktenKontakt.Für0,45< ≤0,64–sieheGl.(3.89)–beginntderStoßmitdirektem
Kontaktundendetohneihn.Für >0,64beginntundendetderStoßmitdirektemKontakt.
DerVerlustankinetischerEnergiewährenddesStoßes,ausdemmanmitGl.(5.37)auch
dieStoßzahlbestimmenkann, ergibt sichzu
Ukin= dWSc∫
−h1 Fzdd = 15 3
√
3
4 (
1+ 3√864 )| UJKRkin | dˆWSc∫
−1/ Fˆzddˆ, (5.43)
mitdeminGl.(5.36)angegebenenVerlust imJKR-Grenzfall.ZurBestimmungdesverblei-
benden IntegralsmussmandiebeschriebenendreiFälleunterscheiden.
Fall1:StoßbeginntundendetohnedirektenKontakt
ImFall sehr kleinerWerte des Tabor-Parameters, für die der Stoß ohne direktenKontakt
beginntundendet, kannmandas IntegralohneSchwierigkeitenanalytischauswerten:
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