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3.6 Viskoelastizität 61
Abb.3.11 Das rheologische
Modell für ein kompressibles
Medium mitbeliebiger
Rheologie (nach [76]).Die
Boxen sindals
verallgemeinerte rheologische
Elemente zu verstehen, diedas
angegebene
Relaxationsverhalten
reproduzieren G t( ) K
t( )
G t( )
3
3.6.5 BehandlungviskoelastischerKontaktproblemenachLeeund
Radok
Mithilfe des Korrespondenzprinzips zwischen Randwertproblemen der linearen Elastizi-
tät und Viskoelastizität kann man unter bestimmten Umständen auch Kontaktprobleme
zwischen viskoelastischen Körpern untersuchen, wie zuerst Lee und Radok [77] zeigen
konnten.
ManbetrachtedenNormalkontaktzwischeneinemstarrenaxialsymmetrischenkonvexen
Indenter mit dem Profil f(r) und einem inkompressiblen viskoelastischen Medium12 mit
demzeitabhängigenSchubmodulG(t).DannlautetdienormierteSpannungsverteilungfür
dasentsprechendeelastischeProblemmitdemKontaktradiusa nachGl. (3.28) wie folgt:
σelzz(r, t)=σelzz(r;a(t)) :=− 4
π a(t)∫
r g′(x)√
x2−r2 dx, r ≤a(t), (3.199)
wobei die Hilfsfunktion g(x)durch Gl. (3.32) gegeben ist. Die nach dem Korrespondenz-
prinzip zugehörige viskoelastische Lösung lautet im Laplace-Raum (der Stern bezeichnet
wiederumdie jeweiligeLaplace-Transformierte)
σ∗zz(r,s)= sG∗(s) (
σelzz )∗
(r,s), (3.200)
und imZeitbereich
σzz(r, t)= t∫
0 G(t − t′)∂σ el
zz
∂t′ (r, t′)dt′. (3.201)
Lee & Radok konnten zeigen, dass die Druckverteilung (3.201) tatsächlich die gemischten
Randbedingungen des viskoelastischen Kontaktproblems erfüllt, falls der Kontaktradius
12Da beide Kontaktpartner elastisch ähnlich sind, muss der Kontakt nicht notwendigerweise rei-
bungsfrei sein.
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