Stoßprobleme in Physik, Technik und Medizin : Grundlagen und Anwendungen.
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Format: | eBook |
Language: | German |
Published: |
Berlin, Heidelberg :
Springer Berlin / Heidelberg,
2020.
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Edition: | 1st ed. |
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Table of Contents:
- Intro
- Danksagung
- Inhaltsverzeichnis
- Symbolverzeichnis
- 1 Einleitung
- 1.1 Zum Ziel dieses Buches
- 1.2 Zur Verwendung dieses Buches
- 2 Kinematik und Dynamik räumlicher Stöße von Kugeln
- 2.1 Bewegungsgleichungen
- 2.1.1 Geometrie und Notation
- 2.1.2 Kinematik und Dynamik
- 2.2 Vereinfachungen der Bewegungsgleichungen
- 2.2.1 Weitere vereinfachende Annahmen
- 2.2.2 Die Stoßzahlen
- 2.3 Zusammenfassung
- 3 Kontaktmechanische Grundlagen
- 3.1 Fundamentallösung des homogenen elastischen Halbraums
- 3.1.1 Fundamentallösung für eine Punktlast
- 3.1.2 Der Kontakt zweier elastischer Körper
- 3.2 Reibungsfreier Normalkontakt ohne Adhäsion
- 3.2.1 Lösung für den flachen zylindrischen Stempel
- 3.2.2 Lösung für eine beliebige axialsymmetrische Indenterform
- 3.2.3 Einfluss des Reibregimes
- 3.3 Reibungsfreier Normalkontakt mit Adhäsion
- 3.3.1 Einführung
- 3.3.2 Adhäsiver Normalkontakt in der JKR-Näherung
- 3.3.3 Theorie von Maugis (parabolischer Kontakt)
- 3.3.4 Einfluss des Reibregimes
- 3.4 Tangentialkontakt
- 3.4.1 Tangentialkontakt ohne Gleiten
- 3.4.2 Cattaneo-Mindlin-Theorie
- 3.4.3 Erweiterung auf beliebige Belastungsgeschichten
- 3.5 Torsionskontakt
- 3.5.1 Torsionskontakt ohne Gleiten
- 3.5.2 Torsionskontakt mit Gleiten
- 3.5.3 Erweiterung auf beliebige Belastungsgeschichten (parabolischer Kontakt)
- 3.6 Viskoelastizität
- 3.6.1 Einführung
- 3.6.2 Das allgemeine linear-viskoelastische Materialgesetz
- 3.6.3 Berücksichtigung der Kompressibilität (Normalkontakt)
- 3.6.4 Rheologische Modelle
- 3.6.5 Behandlung viskoelastischer Kontaktprobleme nach Lee und Radok
- 3.6.6 Erweiterung auf beliebige Belastungsgeschichten
- 3.7 Funktionale Gradientenmedien
- 3.7.1 Einführung
- 3.7.2 Fundamentallösung des inhomogenen Halbraums
- 3.7.3 Reibungsfreier Normalkontakt ohne Adhäsion.
- 3.7.4 Reibungsfreier Normalkontakt mit Adhäsion in der JKR-Näherung
- 3.7.5 Tangentialkontakt
- 3.8 Plastizität
- 3.8.1 Einführung
- 3.8.2 Normalkontakt ohne Adhäsion (parabolischer Kontakt)
- 3.8.3 Normalkontakt mit Adhäsion (parabolischer Kontakt)
- 3.9 Zusammenfassung
- Literatur
- 4 Die Methode der Dimensionsreduktion in der Kontaktmechanik
- 4.1 Reibungsfreier Normalkontakt ohne Adhäsion
- 4.2 Reibungsfreier Normalkontakt mit Adhäsion
- 4.2.1 Abbildung des adhäsiven Normalkontaktes in der JKR-Näherung
- 4.2.2 Abbildung des adhäsiven Normalkontaktes nach Maugis
- 4.3 Tangentialkontakt
- 4.4 Torsionskontakt
- 4.5 Viskoelastizität
- 4.6 Funktionale Gradientenmedien
- 4.6.1 Reibungsfreier Normalkontakt ohne Adhäsion
- 4.6.2 Reibungsfreier Normalkontakt mit Adhäsion in der JKR-Näherung
- 4.6.3 Tangentialkontakt
- 4.7 Zusammenfassung
- 5 Quasistatischer Normalstoß axialsymmetrischer Körper
- 5.1 Quasistatik
- 5.2 Elastischer Normalstoß ohne Adhäsion
- 5.2.1 Homogene Medien
- 5.2.2 Funktionale Gradientenmedien
- 5.3 Elastischer Normalstoß mit Adhäsion
- 5.3.1 Homogene Medien mit JKR-Adhäsion
- 5.3.2 Homogene Medien mit Adhäsion nach Maugis (parabolischer Kontakt)
- 5.3.3 Funktionale Gradientenmedien mit JKR-Adhäsion
- 5.4 Viskoelastischer Normalstoß ohne Adhäsion
- 5.4.1 Inkompressibles Kelvin-Voigt-Medium
- 5.4.2 Vergleich mit experimentellen Ergebnissen
- 5.4.3 Inkompressibles Standardmedium
- 5.4.4 Inkompressibles Kelvin-Maxwell-Medium
- 5.4.5 Kompressibles Kelvin-Voigt-Medium
- 5.5 Elasto-Plastischer Normalstoß ohne Adhäsion
- 5.5.1 Theoretische Modellierung
- 5.5.2 Vergleich mit experimentellen Ergebnissen
- 5.6 Elasto-Plastischer Normalstoß mit Adhäsion
- 5.7 Zusammenfassung
- 6 Quasistatische ebene Stöße von Kugeln
- 6.1 Elastischer schiefer Stoß ohne Gleiten
- 6.1.1 Homogene Medien.
- 6.1.2 Funktionale Gradientenmedien
- 6.2 Viskoelastischer schiefer Stoß ohne Gleiten
- 6.2.1 Inkompressibles Kelvin-Voigt-Medium
- 6.2.2 Inkompressibles Kelvin-Maxwell-Medium
- 6.3 Elastischer schiefer Stoß mit Gleiten
- 6.3.1 Homogene Medien
- 6.3.2 Funktionale Gradientenmedien
- 6.3.3 Vergleich mit experimentellen Ergebnissen
- 6.4 Viskoelastischer schiefer Stoß mit Gleiten
- 6.5 Elasto-Plastischer schiefer Stoß mit Gleiten
- 6.6 Zusammenfassung
- 7 Räumliche Effekte in elastischen Stößen von Kugeln
- 7.1 Einfluss der Rotation der Stoßachse
- 7.1.1 Reibungsfreier Stoß ohne Adhäsion
- 7.1.2 Reibungsfreier Stoß mit JKR-Adhäsion
- 7.1.3 Stoß mit Reibung ohne Adhäsion
- 7.2 Elastischer Torsionsstoß
- 7.2.1 Stoß ohne Gleiten
- 7.2.2 Stoß mit Gleiten
- 7.3 Zusammenfassung
- 8 Ausgewählte Anwendungen von Stoßproblemen
- 8.1 Schlagverschleiß
- 8.2 Stoßbasierte Testverfahren
- 8.2.1 Materialprüfung durch Rückprallversuche
- 8.2.2 Weitere stoßbasierte Testverfahren
- 8.3 Granulare Medien
- 8.3.1 Kinetische Theorie granularer Medien
- 8.3.2 Numerische Simulation granularer Medien
- 8.3.3 Formen granularer Medien
- 8.4 Astrophysikalische Anwendungen
- 8.4.1 Kollisionsmodelle für Eispartikel
- 8.4.2 Dynamik der Ringsysteme
- 8.5 Anwendungen im Sportbereich
- 8.5.1 Ballsportarten
- 8.5.2 Schutzhelme
- 8.6 Anwendungen in der Medizin
- 8.7 Zusammenfassung
- 9 Anhang
- 9.1 Verschiebungen bei Hertzschen Tangentialspannungen
- 9.2 Tangentiale Spannungsverteilungen für Gradientenmedien
- 9.2.1 Kontakt ohne Gleiten
- 9.2.2 Parabolischer Kontakt
- 9.3 Übersicht der verwendeten Spezialfunktionen
- 9.3.1 Elliptische Integrale
- 9.3.2 Die Gamma-Funktion
- 9.3.3 Die Hypergeometrische Funktion
- 9.3.4 Die Beta-Funktion
- 9.4 Quellcode für viskoelastischen schiefen Stoß mit Gleiten
- Literatur
- Stichwortverzeichnis.