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194 7 RäumlicheEffekte inelastischenStößenvonKugeln
Abb.7.4 TorsionaleStoßzahl
t alsFunktiondesParameter
χt.DieKreisebezeichneneine
vollständigenumerische
LösungaufGrundlageder
Bewegungsgleichungen (7.37)
und (7.48), dieLinien
beschreibendieanalytischen
Näherungen (7.53) (gestrichelt)
und (7.54) (durchgezogen)
0 0.05 0.1 0.15
−1
−0.9
−0.8
−0.7
−0.6
−0.5
numerisch
linear
quadratisch
7.2.2 StoßmitGleiten
NachderLösungfürdenFallderAbwesenheit lokalenGleitens (alsofüreinensehrgroßen
Reibbeiwert),sollnunderEinflusslokalenGleitensuntersuchtwerden.Dazuwirdzunächst
dieanalytischeLösungfürParameterkombinationengezeigt, indenenderKontaktwährend
des gesamten Stoßes vollständig gleitet. Obwohl diese Situation für den rein torsionalen
Stoß nie tatsächlich realisierbar ist5, stellt diese Lösung, wie sich zeigenwird, in vielen
FälleneineausgezeichneteNäherungdar.
LösungfürvollständiggleitendenKontakt
DasTorsionsmoment fürdenvollständiggleitendenKontakt istwegenGl.(3.150)durch
Mz =−μπ
4 E˜ a4
R˜ (7.55)
gegeben.DieBewegungsgleichungkanndahermitdeninGl.(7.36)eingeführtennormierten
Größen inderForm
dωˆz
dtˆ + 15μπ
64 m˜R˜2
J∗ (
dmax
R˜ )3/2
ξ4/5=0 (7.56)
geschriebenwerden,diemanwährendderKompressionsphasemithilfevonGl.(7.39)zu
ωˆz(ξ)= ωˆz,0− 3μπ
32 m˜R˜2
J∗ (
dmax
R˜ )3/2
B (
ξ;6
5 , 1
2 )
, (7.57)
mitder imAnhangbeschriebenenBeta-FunktionB, integrierenkann.WährendderRestitu-
tionsphasewirdsichdieWinkelgeschwindigkeitbei fortbestehendemvollständigenGleiten
5ImTorsionskontaktmitReibunggibt es immer eine endlich kleineUmgebungdesKontaktmittel-
punktes, die lokalhaftet.
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