Page - 199 - in Stoßprobleme in Physik, Technik und Medizin - Grundlagen und Anwendungen

8.2 StoßbasierteTestverfahren 199 ihreErgebnissemitdenBeobachtungenvonHutchingsetal. [11]derentsprechendenStoß- „Krater“ underzielteneineguteÜbereinstimmungzwischenTheorieundExperiment. AllegenanntenArbeitenberuhen(direktoderindirekt)aufkontaktmechanischmehroder weniger rigorosenBeschreibungendeseinzelnenStoßproblems.DieSchwierigkeit liegtan dieserStelledarin, dassman inderRegeldaselasto-plastischeProblemmitReibung lösen muss, fürdaskeineeinfachenModellezurVerfügungstehen. Grundsätzlichmussman zwischen demVerschleiß duktiler und dem spröderOberflä- chenunterscheiden.BeisprödenKörpernkommteszuBeginnderKollisionnachderkurzen plastischenPhasezurBildungradialerRisse,diedieFestigkeitreduzieren[12].InderResti- tutionsphasebildensichvermehrt lateraleRisse,durchdiedasMaterial letztlichabgetragen wird [12]. Bei sprödenMaterialien tritt dasMaximumderVerschleißintensität durch die Erosionbei vorgegebenerKollisionsgeschwindigkeit für den reinenNormalstoß auf,wäh- renddasMaximumbei duktilenWerkstoffen in derRegel bei einembestimmten schiefen Winkel liegt [8,S.21]. VerbindetmandasklassischeGesetz vonKhrushchovundBabichev [13] für den abra- sivenVerschleiß–nachdemdieVerschleißintensität proportional zurNormalkraft undzur Gleitgeschwindigkeit ist –mit demReibgesetz vonAmontons undCoulomb, ergibt sich ein energiebasiertesVerschleißgesetz, das für den abrasivenVerschleiß zuerst vonHonda undYamada[14]vorgeschlagenwurdeundnachdemdieVerschleißintensitätproportional zur dissipierendenReibleistung ist. EnergiebasierteVerschleißgesetze sind bei derUnter- suchung des Schlagverschleißes bereits erfolgreich eingesetzt worden [15, 16]; auch das Konzept der konstanten spezifischen Energie [8, S.67] stehtmit dieser Idee in Einklang. Diesesbezieht sichzwaraufdieEnergiederPartikelvor derKollision, ist aber imZusam- menhangmithoch-plastischenStößenentstanden, fürdiediegesamteEnergiewährendder Kollisiondissipiert. DasEleganteder energiebasiertenBetrachtungbesteht darin, dass zurBestimmungdes gesamtenVerschleißvolumensnachderKollisionwegenGl.(2.56)nurdiebeidenStoßzah- lenbekannt seinmüssen; diese können für vieleKonfigurationen indenvorangegangenen TeilendieseBuchesnachgeschlagenwerden.DieFormdesStoß-„Kraters“ ergibtsichinder energiebasiertenBetrachtungausderVerteilungderdissipiertenEnergieüberdasKontakt- gebietwährendderKollision.FürdenelastischenStoßmitReibungwurdediesesProblem imAbschn.6.3.1bereitsdiskutiert. 8.2 StoßbasierteTestverfahren Rückprall- oder Fallgewichtsversuche sind einfache und schnelle Methoden, um die mechanischen Charakteristika von Probenkörpern zu ermitteln. Die zu untersuchenden Materialeigenschaftenkönnendabei (abermüssennichtunbedingt)mitdynamischenLast- konfigurationen (z.B. hohen Deformationsgeschwindigkeiten) assoziert sein. Eine gute