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8.2 StoßbasierteTestverfahren 201
WieimAbschn.5.4gezeigtwurde, istdastatsächlichderFall: (Weitgehend)unabhängig
von der konkretenweiterenRheologie und demProfil desRückprallkörpers ist die Stoß-
zahl eine bestimmteFunktiondesVerhältnisses zwischenVerlust- undSpeichermodul bei
der charakteristischen Zeitskala des Stoßes. Mithilfe der Gl.(5.56) und (5.61) lässt sich
außerdemausderStoßdauereineweitere InformationüberdiebeidenModulnextrahieren.
Deswegen ist durchdenRückpralltest der elastischeModul unddieViskosität desElasto-
mersaufderZeitskaladerStoßdauerbestimmbar.
Manmuss dabei allerdings bedenken, dass die imAbschn.5.4 erhaltenen Ergebnisse
unter vereinfachendenAnnahmen zustande gekommen sind.Nicht berücksichtigtwurden
beispielsweise dieWellenausbreitung (die gerade fürweicheMaterialienwie Elastomere
sehrrelevantseinkann)oderderMullins-Effekt,alsodieEntfestigungeinerElastomer-Probe
durchwiederholteBelastung.
HärteprüfungnachLeeb
AuchfürmetallischeProbenkommenRückpralltestszumEinsatz,indenenausderStoßzahl
eineshartenRückprallkörpers aufplastischeEigenschaften–FließgrenzeoderHärte–der
Probegeschlossenwird.Diese „HärteprüfungnachLeeb“ ist indenNormenDINENISO
16859-1bisDINENISO16859-3geregelt.
ImUnterkapitel zumelasto-plastischenNormalstoßwurdedabeigezeigt,dassdieStoß-
zahlhauptsächlichvondemVerhältniszwischenderStoßgeschwindigkeitundderkritischen
Geschwindigkeit – die zur Erzeugung plastischerDeformationen nötig ist – bestimmt ist.
Allerdings spielt auchdiePoissonzahldes indentiertenMediumseine (geringe)Rolle.Das
ProfildesEindruckkörperswurde inseinemEinflussnichtgenaueruntersucht, ist aberver-
mutlichebenfallsvonBedeutung,zumindestwennderKörperscharfeKantenaufweist,die
wegenderauftretendenSpannungsspitzendasFließverhaltenverändern.
DynamischeHärtemessungnachTaylor
Taylor[19]schlugeinVerfahrenzurBestimmungderdynamischenHärtevor,dasinAbb.8.2
schematisch dargestellt ist: eine zylindrische Probe aus dem zu untersuchendenMaterial
stößtmitrelativhoherGeschwindigkeitgegeneinestarreWand.AusderDifferenzzwischen
derursprünglichenLängederProbeundderdeformiertenLängenachderKollision sowie
derStoßgeschwindigkeitkannmandieBeschleunigungderProbeunddamitdiedynamische
Härteabschätzen.
Abb.8.2 Schematische
DarstellungdesTaylor-Tests
zurBestimmungder
dynamischenHärteeiner
zylindrischenProbe v L0 L
L1
2
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