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3.7 FunktionaleGradientenmedien 65
prinzipunterbestimmtenUmständenauchKontaktproblemevonviskoelastischen inhomo-
genen Medien erfasst werden [99]. Dies ist besonders für biologische Gradientenmedien
interessant, dadiese inderRegelvisko-oderporoelastischeEigenschaftenaufweisen [84].
3.7.2 FundamentallösungdesinhomogenenHalbraums
ImFalleinesHalbraumsmiteinerelastischenGradierunginderFormeinesPotenzgesetzes
wurde von Booker et al. [89] die Fundamentallösung für die Verschiebungen des Halb-
raums unter Einwirkung einer Punktlast im Ursprung hergeleitet. Für die Verschiebungen
der Halbraumoberflächeergibt sich
ux = z k
0
4πG0r3+k [( Hx2+ Py2)Fx +(H −P)xyFy + AxrFz], (3.210)
uy = z k
0
4πG0r3+k [( Hy2+ Px2)Fy +(H −P)xyFx + AyrFz], (3.211)
uz = z k
0
4πG0r3+k [
Lr (
xFx + yFy )+Br2Fz], (3.212)
mitdenKürzeln
B := 2(1−ν)
(1+k)2β sin (
πβ
2 ) (3+k+β2 ) ( 3+k−β
2 )
[ (
1+ k2 )]2 , (3.213)
L :=−2(1−ν)
k cos (
πβ
2 ) (3+k+β2 ) ( 3+k−β
2 )
(1+k
2 ) (3+k
2 ) =−A (3.214)
für dievertikaleVerschiebung,wobeidie Hilfsgrößeβ durch
β := √
(1+k) (
1− kν
1−ν )
. (3.215)
definiert ist, sowie denKürzeln
H :=−2(1−ν)k
β(1−k) sin (
πβ
2 ) (3+k+β2 ) ( 3+k−β
2 )
[ (
1+ k2 )]2 + 21−k, (3.216)
P := 2(1−ν)
β(1−k) sin (
πβ
2 ) (3+k+β2 ) ( 3+k−β
2 )
[ ( 1+ k2 )]2 − 2k1−k (3.217)
für die tangentiale Verschiebung. Im homogenen Fall k = 0 erhält man die Lösungen von
Boussinesq und Cerruti ausden Gl.(3.1)bis (3.3).
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