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6.3 ElastischerschieferStoßmitGleiten 169
Abb.6.6 Konturlinien-
Diagrammder tangentialen
Stoßzahl fürdenebenenStoß
ohneGleiteneinerKugel auf
ein inkompressibles
Kelvin-Maxwell-Mediumals
FunktiondesParametersχ und
dernormalenStoßzahl für
G∞/G1=1/100 −0.3
−0.2
−0.1 −0
.1
0
0 0
0.05
0.05 0.
050.1
0.1
0.1 0.1
0.1
0. 15
0.15
0.15
0.2
0. 2 0.2
0. 3
0.3 0.3
0. 4
0.4
0. 5
0. 6
0. 7
1 1.5 2 2.5 3
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
abhängt. Für jedes feste β ist dabei die normale Stoßzahl eine strengmonoton fallende
Funktionvonδ (sieheAbb.5.14), einealternativeParametrisierungbesteht also inderVer-
wendungvon z,β undχ.
DieAbb.6.6 zeigt einKonturlinien-Diagrammder tangentialen Stoßzahl als Funktion
von z undχ fürβ = 1/100. Für diesenWert vonβ unterscheidet sich dasMaterialver-
haltenwesentlich von demdesKelvin-Voigt-Mediums und trotzdem sind bei der Lösung
des tangentialenStoßproblemsnur geringeAbweichungenvondem inAbb.6.5 gezeigten
ErgebnisfürdasKelvin-Voigt-Materialerkennbar.Daslegtnahe,dassauchfürdenschiefen
viskoelastischenStoßdiekonkreteviskoelastischeRheologienureineuntergeordneteRolle
spieltunddaherzurBeschreibungdieeinfachsteRheologie,dasKelvin-Voigt-Medium,aus-
reicht,wennzurCharakterisierungdesMaterialverhaltensdienormaleStoßzahl–die,wie
im letztenKapitel gezeigt,wiederumhauptsächlich durch dasVerhältnis desVerlust- und
SpeichermodulsaufderZeitskaladerStoßdauerbestimmt ist –herangezogenwird.
6.3 ElastischerschieferStoßmitGleiten
DieAnnahmeeinesunendlichgroßenReibungskoeffizientenistnatürlicheinegrobeVerein-
fachungderWechselwirkungimKontaktwährendderebenenKollision.Tatsächlichzerfällt
dasKontaktgebiet bei der tangentialenBelastung imAllgemeinen inein inneresHaft- und
ein äußeresGleitgebiet. Das folgendeUnterkapitelwidmet sich daher elastischen ebenen
Stößen unter der Berücksichtigung des lokalenGleitens imKontakt. Eswerden elastisch
homogene und inhomogeneMedien behandelt. Da das geschilderte kontaktmechanische
ModelldesStoßproblemsmitReibungdenAnspruchhat,prädiktiveKraftzubesitzen,wer-
dendie theoretischenVorhersagenaußerdemmit experimentellenErgebnissenverglichen.
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