Page - 193 - in Stoßprobleme in Physik, Technik und Medizin - Grundlagen und Anwendungen
Image of the Page - 193 -
Text of the Page - 193 -
7.2 ElastischerTorsionsstoß 193
Mz(t)−Mz (tc)= 16G
3 a3(ϕz(t)−ϕz (tc)). (7.46)
DaderDrallsatz (7.34) für alleZeitpunkteGültigkeit hat, erhältman für dieDifferenzder
Verdrehwinkel
ϕ∗z(t) :=ϕz(t)−ϕz (tc) (7.47)
dienormierteBewegungsgleichung
d2ϕ∗z
dtˆ2 + 5
2 χt ξ 3/5ϕ∗z =0, (7.48)
mitdensichausderSymmetrieergebendenAnfangsbedingungen
ϕ∗z (
tˆ = TˆS
2 )
=0, dϕ ∗
z
dtˆ (
tˆ = TˆS
2 )
=2ωˆz,m. (7.49)
Außerdemmuss inGl.(7.39) fürdieRestitutiondasVorzeichengewechseltwerden.
Entwickeltmanϕ∗z analogzurKompressionsphase ineinerPotenzreihe inχt, ergibtsich
fürdieerstenbeidenGlieder
ϕ∗(0)z =2ωˆz,m (
tˆ − TˆS
2 )
, (7.50)
dϕ∗(1)z
dtˆ =−4ωˆz,m [(
tˆ − TˆS
2 )√
1−ξ+ξ2/5−1 ]
. (7.51)
VernachlässigtmanwiederumallehöherenStörglieder, ist dienormierteWinkelgeschwin-
digkeit amEndedesStoßes
ωˆz (
tˆ = TˆS )
≈2ωˆz,m [
1−χt (
TˆS −2 )]
− ωˆz,0=−ωˆz,0 {
1−2 [
1−χt (
TˆS −2 )]2}
(7.52)
unddamitdie torsionaleStoßzahl
t ≈1−2 [
1−χt (
TˆS −2 )]2
(7.53)
≈−1+4χt (
TˆS −2 )
. (7.54)
DieseanalytischenNäherungensind inAbb.7.4gemeinsammiteinervollständigennume-
rischenLösunggezeigt.Offenbar stimmt die lineareNäherung (7.54) bis etwaχt = 0,05
sehrgutmitderkorrektenLösungüberein,diequadratischeNäherung(7.53)sogarbisetwa
χt =0,1.
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