Page - 177 - in Stoßprobleme in Physik, Technik und Medizin - Grundlagen und Anwendungen

6.4 ViskoelastischerschieferStoßmitGleiten 177 Abb.6.13 Tangentiale StoßzahldesSchwerpunkts (ohneursprünglicheRotation) alsFunktiondes Einfallswinkels (inGrad) für denschiefenStoßeinerKugel aufeinePlatte.Experimentelle Ergebnisseundnumerische Lösungdeskontakt- mechanischenModells für χ =1,5undμ=0,092 (durchgezogeneLinie) 0 10 20 30 40 50 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 Dong & Moys Gorham & Kharaz einzigetheoretischeKurve(mitχ =1,5undμ=0,092)indemDiagrammgezeigt.Essind außerdemnurWerte bisα = 50◦ dargestellt, da derKontakt bereits beiα ≈ 30◦während dergesamtenKollisionvollständiggleitet.Die theoretischeVorhersagestimmtgutmitden Experimentenüberein.Dabeimussmanberücksichtigen,dassindemkontaktmechanischen Modell kein freier Parameter zur „Optimierung“ der theoretischenVorhersage vorhanden ist. Besonders gut ist dieÜbereinstimmungmit denErgebnissen vonGorham&Kharaz; dieseweisen auchdiegeringsteStreuungderMesswerte in allengenanntenPublikationen auf. Abb.6.13 zeigt einenVergleich zwischen Theorie und Experiment für die tangentiale Stoßzahl des Schwerpunktes als Funktion des Einfallswinkels für den Stoß einer Kugel auf eine Platte, wenn dieKugel vor der Kollision nicht rotiert. DieÜbereinstimmung ist wiederumfürdieexperimentellenErgebnissevonGorham&Kharazgut;derVergleichmit denResultaten vonDong&Moys ist dagegenweniger zufriedenstellend,wasman unter anderemaufdie InelastizitätderKollisionenzurückführenkann. 6.4 ViskoelastischerschieferStoßmitGleiten WiefürdenFallohneGleitendemonstriert,spieltdiekonkreteviskoelastischeRheologiefür dastangentialeStoßproblemnureineuntergeordneteRolle,wenndieMaterialeigenschaften durchdienormaleStoßzahlcharakterisiertwerden.EsistdaherinvielenFällenausreichend, daseinfachste rheologischeModell, denKelvin-Voigt-Körper, zubetrachten. In der Literatur finden sich nurwenige systematischeUntersuchungen des viskoelasti- schenebenenStoßesmitGleiten.RadundPishkenari[21]verwendeteneinmakroskopisches Starrkörper-ModellderReibung,dessenBeschränkungenbereitsimvorherigenUnterkapitel anhanddeselastischenProblemsdiskutiertwurden.Brilliantovetal.[22]undspäterSchwa- geretal.[23]beschriebendieReibungmithilfeeinestribologischenModells,dasaufCundall