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160 6 QuasistatischeebeneStößevonKugeln
durch d2u∗x,K
dt2 + 2G˜
κm˜ √
R˜d u∗x,K =0. (6.15)
gegeben.DieGrößeu∗x,KmussalsodergleichenHypergeometrischenDifferenzialgleichung
(6.7) genügenwie u˙x,K während der Kompressionsphase. Die allgemeine Lösung dieser
Gleichung inderUmgebungvonξ =1 (d.h. demUmkehrpunktderNormalbewegung) ist
(sieheGl.(9.38) imAnhang)
u∗x,K(ξ)
dmax =C3 2F1 ( 1+φ
20 , 1−φ
20 ;1
2 ;1−ξ )
(6.16)
+C4 √
1−ξ 2F1 ( 11+φ
20 , 11−φ
20 ;3
2 ;1−ξ )
.
Dabei ist offenbar u∗x,K(ξ =1)
dmax =C3=0. (6.17)
Mitden indenGl.(9.40)und(9.41)gegebenenBeziehungenundderRelation (6.12)erhält
manfürdieGeschwindigkeit
vˆx,K(ξ)= − tanα 2F1 ( 1+φ
20 , 1−φ
20 ;3
5 ;ξ )
(6.18)
+ 5
4 C4 2F1 (−1+φ
20 , −1−φ
20 ;1
2 ;1−ξ )
.
Die IntegrationskonstanteC4 ergibt sich wegen der Stetigkeit der Geschwindigkeit aus
Gl.(6.10)zu
5
4 C4=2tanα 2F1 ( 1+φ
20 , 1−φ
20 ;3
5 ;1 )
. (6.19)
Die tangentialeStoßzahlbeträgtdannunterBerücksichtigungderGl.(9.39) imAnhang
x =1−2π ⎡
⎣ (3/5)
( 11+φ
20 ) ( 11−φ
20 ) ⎤
⎦ 2
. (6.20)
DieGamma-Funktion ist für alle negativen ganzenZahlen (einschließlichNull) singulär.
DieStoßzahl ist andensingulärenPunkten,dieentsprechenddurchdieBedingung
χc= 1+2i
2 (
1+ 5i
3 )
, i∈N, (6.21)
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