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130 5 QuasistatischerNormalstoßaxialsymmetrischerKörper
Abb.5.5 DieGrößendes in
Abb.5.4gezeigtenDiagramms
für sehrkleine
Dämpfungsverluste.Die
durchgezogeneLinie
beschreibtdieanalytische
Näherung (5.71)
InAbb.5.5 istdieStoßzahlnachbeidenModellen fürdenBereichsehrkleinerVerluste,
gemeinsammit derNäherung (5.71), gezeigt.Man erkennt, dass die lineareNäherung für
δ<0,01sehrgutmitdervollständigenLösungübereinstimmt.
WeitereModelle fürdenparabolischenKontakt
Für denNormalstoß zwischen viskoelastischenKugelnwurden in derLiteratur außerdem
mehrereweitereModellevorgeschlagen,diezwarauskontaktmechanischerSichtzumindest
fragwürdigsind,aberdurchdasAnpassenderfreienParameterauchgutmitexperimentellen
ErgebnisseninEinklanggebrachtwerdenkönnenundteilweiseeigeneVorteilebesitzen.Für
dieseModelle,diemeistausdemKontextderSimulationgranularerMedienstammen, lässt
sichdasKraftgesetz inderRegelverallgemeinert als
Fz =−16G
3 √
R˜d3−λdβd˙, (5.72)
schreiben. Abgesehen davon, dass bereits der elastischeAnteil dieser Kraft während der
Restitutionsphase, wie oben beschrieben, nicht ganz korrekt ist, unterscheiden sich die
ModellevoralleminderWahldesExponentenβ desDämpfungsterms.
DerFallβ = 0 entspricht linearerDämpfung–der einfachstenVariante, umdemSys-
temdurchViskositätEnergie zu entziehen–undwurdedeswegenvonLeeundHerrmann
[25] vorgeschlagen, umein einfachesStoßmodell für die Integration inmolekulardynami-
sche Simulationen granularerMedien zu erhalten. Ray et al. [26] gaben eine analytische
NäherungslösungderentstehendenBewegungsgleichunginFormeinerReihenentwicklung
an.
VonHunt undCrossley [27] stammtderVorschlagβ = 3/2, inKorrespondenzzudem
Exponenten indemKraftgesetzdeselastischenAnteils.
Tsuji et al. [28] untersuchten dieWahl β = 1/4. Das hat den Hintergrund, dass der
dominierende Parameter für den Stoß eines Flachstempels (siehe oben) durch η/
√
m˜Ga
gegeben ist.Wähltmandaher
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