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							5.6 Elasto-PlastischerNormalstoßmitAdhäsion 149
DadieStoßzahldeselastischenadhäsivenProblemsingeschlossenanalytischerFormdurch
Gl.(5.37)bestimmtist, erhältmanmitderAnfangsgeschwindigkeitv0 undder inGl.(5.38)
gegebenenkritischenGeschwindigkeitvc deselastischenProblemsdenAusdruck
z = √
2pl− v2c
v20 . (5.110)
Zur Bestimmung von pl kann man dabei die im vorherigen Unterkapitel vorgestellten
Modelleheranziehen.
Interpolation imelasto-plastischenBereich
AdhäsionundPlastizität sindnatürlichkeineunabhängigenPhänomene,wiedasdieobige
Superposition impliziert. Beispielsweise sind im adhäsivenKontakt geringere Lasten zur
GenerierungvonplastischerDeformationnötig; dieDissipationdurch inelastischeVerfor-
mungenwirdalsodurchdieAdhäsionverstärkt.Andererseitsverändertsichdurchdieplas-
tischeDeformationdasProfilderkontaktierendenKörper inderUmgebungdesKontaktes,
waswiederumdieadhäsiveWechselwirkungbeeinflusst.UmdiesegegenseitigenEinflüsse
zumindestqualitativzuerfassen, soll imFolgendeneingrobesanalytischesModell fürden
adhäsivenKontakt elasto-plastischerKörper vorgestellt werden, das auf unterschiedliche,
bisher indemvorliegendenBuchgeschilderteKonzeptezurückgreift,unddasmanauchzur
LösungdesentsprechendenStoßproblemsheranziehenkann.
Das Modell beruht auf der Interpolation im elasto-plastischen Bereich zwischen der
elastischen und der voll-plastischen Lösung, die sich schon im nicht-adhäsiven Fall als
einfachesabervergleichsweise robustesanalytischesVerfahrenbewährthat.
Für die Kollision vonKugeln ist die elastische Lösung durch die JKR-Theorie gege-
ben.NormiertmanalleGrößenauf ihreWerte in der kritischenKonfiguration, bei der der
KontaktunterkraftgesteuertenBedingungenseineStabilitätverliert17, sinddieZusammen-
hänge zwischen Eindrucktiefe, Kontaktradius und Normalkraft durch die Gl.(3.63) und
(3.64)gegeben.FürdiePoissonzahlν=0,3behält die elastischeLösung inderKompres-
sionsphase ihreGültigkeit, solangedieBedingung[51]
− 2Fz
3π γ R˜ < FˆY( )=2 (
0,111 −0,8236− 0,0636 + 0,0087
2 + 1,2429
3 )
,
(5.111)
mit dem in Gl.(3.293) eingeführten Adhäsionsparameter, erfüllt ist18. Die zugehörigen
WertedesnormiertenKontaktradiusunddernormiertenEindrucktiefe sind
17Alle so normiertenGrößen sind imFolgenden durch einen „Hut“ auf der entsprechendenGröße
gekennzeichnet.
18DieplastischeDeformationamRanddesKontakteswirdandieserStellevernachlässigt,dasieauf
einensehrkleinenBereichbeschränkt ist [51].
					
				
						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