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186 7 RäumlicheEffekte inelastischenStößenvonKugeln
Abb.7.1 Normierte
Trajektorienwährenddes
räumlichenNormalstoßes
elastischerKugeln für
verschiedenenormierte
Zentrifugalbeschleunigungen
α0
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
t / t0
d / d 0 0 = 0
0 = 0,2
0 = 0,5
0 = 1
entwickeln.FürdieBeiträgenullterOrdnungergibt sichausGl.(7.11)dieBeziehung
(
dδ0
dtˆ )2
=1−δ5/20 . (7.15)
Dies ist die normierte Energiebilanz des idealen Hertzschen Stoßproblems mit der in
Gl.(5.11)gegebenen (impliziten)Lösung
tˆ = 2
5 B (
δ 5/2
0 ; 2
5 , 1
2 )
, (7.16)
wobeiBdie imAnhangbeschriebeneunvollständigeBeta-Funktionbezeichnet.DieTerme
derOrdnungα0 inGl.(7.11) lieferndieBeziehung
dδ0
dtˆ dδ1
dtˆ =−5
4 δ 3/2
0 δ1−δ0, (7.17)
die sichmithilfevonGl.(7.15) indasgewöhnliche lineareRandwertproblem
(
1−δ5/20 )dδ1
dδ0 =−5
4 δ 3/2
0 δ1−δ0, δ1(δ0=0)=0 (7.18)
mitderLösung
δ1(δ0)=−4
5 δ20+ 6
25 √
1−δ5/20 B (
δ 5/2
0 ; 4
5 , 1
2 )
(7.19)
überführen lässt.Abb.7.2zeigt einenVergleichdervollständigennumerischenLösungmit
derobenbestimmtenanalytischenAsymptotebiszurerstenOrdnungfürα0=0,2.Offenbar
stimmtdieasymptotischeNäherungsehrgutmitder„exakten“numerischenLösungüberein.
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