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8 2 KinematikundDynamikräumlicherStößevonKugeln
gegeben.DerVektor hatkeinetorsionaleKomponente.Nimmtman,wieobenbeschrieben,
an, dass dieKugelradien zeitlich konstant und sehr viel größer als die Indentierungstiefe
sind,kannGl.(2.11)zu
r¨12=− [ d¨+(R1+ R2) 2 ]
ez − [
2d˙ −(R1+ R2)˙ ]×ez (2.13)
vereinfachtwerden.Die Impulsbilanz für jedeKugel ist durch
mir¨i = Fi (2.14)
gegeben.Wennman alle äußerenEinflüsse (z.B. durch die Erdanziehung) gegenüber der
Wechselwirkung imKontakt vernachlässigt, fordert das dritte NewtonscheAxiom dabei,
dass
F1=−F2 := F. (2.15)
Daherbleibt der Impuls desGesamtsystemsausbeidenKugeln erhaltenunddie translato-
rischeBewegungwirddurchdieGleichung
r¨12=− 1
m˜ F, (2.16)
mitder effektivenMasse
m˜ := m1m2
m1+m2, (2.17)
beschrieben. InderBilanzderDrehimpulse fürbeideKugeln,
JSi ω˙i = (−1)i−1Riez ×Fi +Mi, (2.18)
findetdasWechselwirkungsprinzipauch fürdieKontaktmomenteAnwendung,
M1=−M2 := M, (2.19)
undderDrehimpulsdesGesamtsystemsausbeidenKugeln,
L := 2∑
i=1 (
miri ×vi + JSi ωi )
, (2.20)
ist natürlichebenfalls eineErhaltungsgröße,denn
L˙ = r1×F +r12×F −r2×F =0. (2.21)
Stoßprobleme in Physik, Technik und Medizin
Grundlagen und Anwendungen
- Titel
- Stoßprobleme in Physik, Technik und Medizin
- Untertitel
- Grundlagen und Anwendungen
- Autor
- Emanuel Willert
- Verlag
- Springer Vieweg
- Ort
- Berlin
- Datum
- 2020
- Sprache
- deutsch
- Lizenz
- CC BY 4.0
- ISBN
- 978-3-662-60296-6
- Abmessungen
- 17.3 x 24.6 cm
- Seiten
- 258
- Schlagwörter
- Engineering, Mechanics, Mechanics, Applied, Mechanics, Applied mathematics, Engineering mathematics
- Kategorien
- Naturwissenschaften Physik
- Technik
Inhaltsverzeichnis
- 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