Popov V. Kontaktmechanik und Reibung: Ein Lehr- und Anwendungsbuch von der Nanotribologie bis zur numerischen Simulation. - Berlin; Heidelberg: Springer, 2009. - xi, 328 S.: Ill. - Sachverzeichnis: p.325-328. - ISBN 978-3-540-88836-9  Место хранения:   058 | Институт физики прочности и материаловедения CO РАН | Томск | Библиотека

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1. Einführung .................................................. 1 1.1. Kontakt- und Reibungsphänomene und ihre Anwendung ..... 1 1.2. Zur Geschichte der Kontaktmechanik und Reibungsphysik ........................................ 3 1.3. Aufbau des Buches ..................................... 7 2. Qualitative Behandlung des Kontaktproblems - Normalkontakt ohne Adhäsion ................................. 9 2.1. Materialeigenschaften ................................ 10 2.2. Einfache Kontaktaufgaben ............................. 13 2.3. Qualitative Abschätzungsmethode für Kontakte mit einem dreidimensionalen elastischen Kontinuum ........ 17 Aufgaben ................................................... 21 3. Qualitative Behandlung eines adhäsiven Kontaktes ........... 25 3.1. Physikalischer Hintergrund ........................... 26 3.2. Berechnung der Adhäsionskraft zwischen gekrümmten Oberflächen .......................................... 30 3.3. Qualitative Abschätzung der Adhäsionskraft zwischen elastischen Körpern .................................. 31 3.4. Einfluss der Rauigkeit auf Adhäsion .................. 33 3.5. Klebeband ............................................ 34 3.6. Weiterführende Informationen über van-der-Waals-Kräfte und Oberflächenenergien ......... 35 Aufgaben ................................................... 36 4. Kapillarkräfte ............................................. 41 4.1. Oberflächenspannung und Kontaktwinkel ................ 41 4.2. Hysterese des Kontaktwinkels ......................... 45 4.3. Druck und Krümmungsradius der Oberfläche ............. 45 4.4. Kapillarbrücken ...................................... 46 4.5. Kapillarkraft zwischen einer starren Ebene und einer starren Kugel .................................. 47 4.6. Flüssigkeiten auf rauen Oberflächen .................. 48 4.7 Kapillarkräfte und Tribologie ........................ 49 Aufgaben ................................................... 50 5. Rigorose Behandlung des Kontaktproblems - Hertzscher Kontakt .................................................... 57 5.1. Deformation eines elastischen Halbraumes unter der Einwirkung von Oberflächenkräften .................... 58 5.2. Hertzsche Kontakttheorie ............................. 61 5.3. Kontakt zwischen zwei elastischen Körpern mit gekrümmten Oberflächen ............................... 63 5.4. Kontakt zwischen einem starren kegelförmigen Indenter und dem elastischen Halbraum ................ 65 5.5. Innere Spannungen beim Hertzschen Kontakt ............ 66 Aufgaben ................................................... 69 6. Rigorose Behandlung des Kontaktproblems - Adhäsiver Kontakt .................................................... 73 6.1. JKR-Theorie .......................................... 74 Aufgaben ................................................... 79 7. Kontakt zwischen rauen Oberflächen ......................... 83 7.1. Modell von Greenwood und Williamson .................. 84 7.2. Plastische Deformation von Kontaktspitzen ............ 89 7.3. Elektrische Kontakte ................................. 91 7.4. Thermische Kontakte .................................. 94 7.5. Mechanische Steifigkeit von Kontakten ................ 95 7.6. Dichtungen ........................................... 95 7.7. Rauheit und Adhäsion ................................. 97 Aufgaben ................................................... 97 8. Tangentiales Kontaktproblem ............................... 103 8.1. Deformation eines elastischen Halbraumes unter Einwirkung von Tangentialkräften .................... 104 8.2. Deformation eines elastischen Halbraumes unter Einwirkung von Tangentialspannungsverteilungen ...... 105 8.3. Tangentiales Kontaktproblem ohne Gleiten ............ 107 8.4. Tangentiales Kontaktproblem unter Berücksichtigung des Schlupfes ....................................... 109 8.5. Abwesenheit des Schlupfes bei einem starren zylindrischen Stempel ............................... 112 Aufgaben .................................................. 112 9. Rollkontakt ............................................... 117 9.1. Qualitative Diskussion der Vorgänge in einem Rollkontakt ......................................... 118 9.2. Spannungsverteilung im stationären Rollkontakt ...... 120 Aufgaben .................................................. 126 10. Das Coulombsche Reibungsgesetz ............................ 131 10.1. Einführung .......................................... 131 10.2. Haftreibung und Gleitreibung ........................ 132 10.3. Reibungswinkel ...................................... 133 10.4. Abhängigkeit des Reibungskoeffizienten von der Kontaktzeit ......................................... 134 10.5. Abhängigkeit des Reibungskoeffizienten von der Normalkraft ......................................... 136 10.6. Abhängigkeit des Reibungskoeffizienten von der Gleitgeschwindigkeit ................................ 137 10.7. Abhängigkeit des Reibungskoeffizienten von der Oberflächenrauheit .................................. 137 10.8. Vorstellungen von Coulomb über die Herkunft des Reibungsgesetzes .................................... 139 10.9. Theorie von Bowden und Tabor ........................ 140 10.10.Abhängigkeit des Reibungskoeffizienten von der Temperatur .......................................... 143 Aufgaben .................................................. 144 11. Das Prandtl-Tomlinson-Modell für trockene Reibung ......... 153 11.1. Einführung .......................................... 153 11.2. Grundeigenschaften des Prandtl-Tomlinson-Modells .... 155 11.3. Elastische Instabilität ............................. 159 11.4. Supergleiten ........................................ 163 11.5. Nanomaschinen: Konzepte für Mikro- und Nanoantriebe ........................................ 164 Aufgaben .................................................. 169 12. Reiberregte Schwingungen .................................. 173 12.1. Reibungsinstabilität bei abfallender Abhängigkeit der Reibungskraft von der Geschwindigkeit ........... 174 12.2. Instabilität in einem System mit verteilter Elastizität ......................................... 177 12.3. Kritische Dämpfung und optimale Unterdrückung des Quietschens ......................................... 179 12.4. Aktive Unterdrückung des Quietschens ................ 181 12.5. Festigkeitsaspekte beim Quietschen .................. 184 12.6. Abhängigkeit der Stabilitätsbedingungen von der Steifigkeit des Systems ............................. 185 12.7. Sprag-Slip .......................................... 190 Aufgaben .................................................. 191 13. Thermische Effekte in Kontakten ........................... 197 13.1. Einführung .......................................... 198 13.2. Blitztemperaturen in Mikrokontakten ................. 198 13.3. Thermomechanische Instabilität ...................... 200 Aufgaben .................................................. 202 14. Geschmierte Systeme ....................................... 205 14.1. Strömung zwischen zwei parallelen Platten ........... 206 14.2. Hydrodynamische Schmierung .......................... 207 14.3. „Viskose Adhäsion" .................................. 211 14.4. Rheologie von Schmiermitteln ........................ 214 14.5. Grenzschichtschmierung .............................. 216 14.6. Feste Schmiermittel ................................. 217 Aufgaben .................................................. 218 15. Viskoelastische Eigenschaften von Elastomeren ............. 223 15.1. Einführung .......................................... 223 15.2. Spannungsrelaxation in Elastomeren .................. 224 15.3. Komplexer, frequenzabhängiger Schubmodul ............ 226 15.4. Eigenschaften des komplexen Moduls .................. 228 15.5. Energiedissipation in einem viskoelastischen Material ............................................ 229 15.6. Messung komplexer Module ............................ 230 15.7. Rheologische Modelle ................................ 231 15.8. Ein einfaches Theologisches Modell für Gummi („Standardmodell") .................................. 234 15.9. Einfluss der Temperatur auf rheologische Eigenschaften ....................................... 236 15.10.Masterkurven ........................................ 237 15.11.Prony-Reihen ........................................ 239 Aufgaben .................................................. 242 16. Gummireibung und Kontaktmechanik von Gummi ................ 245 16.1. Reibung zwischen einem Elastomer und einer starren rauen Oberfläche ............................ 245 16.2. Rollwiderstand ...................................... 251 16.3. Adhäsiver Kontakt mit Elastomeren ................... 254 Aufgaben .................................................. 256 17. Verschleiß ................................................ 263 17.1. Einleitung .......................................... 263 17.2. Abrasiver Verschleiß ................................ 264 17.3. Adhäsiver Verschleiß ................................ 267 17.4. Bedingungen für verschleißarme Reibung .............. 270 17.5. Verschleiß als Materialtransport aus der Reibzone ............................................ 272 17.6. Verschleiß von Elastomeren .......................... 273 Aufgaben .................................................. 275 18. Reibung unter Einwirkung von Ultraschall .................. 277 18.1. Einfluss von Ultraschall auf die Reibungskraft aus makroskopischer Sicht ........................... 278 18.2. Einfluss von Ultraschall auf die Reibungskraft aus mikroskopischer Sicht ........................... 283 18.3. Experimentelle Untersuchungen der statischen Reibungskraft als Funktion der Schwingungsamplitude ................................ 285 Aufgaben .................................................. 287 19. Numerische Simulationsmethoden in der Reibungsphysik ...... 291 19.1. Kontakt- und Reibungsproblematik in verschiedenen Simulationsmethoden: Eine Übersicht ................. 292 19.1.1. Mehrkörpersysteme ........................... 292 19.1.2. Finite Elemente Methode ..................... 293 19.1.3. Teilchenmethoden ............................ 294 19.2. Reduktion von dreidimensionalen Kontaktaufgaben auf eindimensionale ................................. 294 19.3. Kontakt in einem makroskopischen tribologischen System .............................................. 295 19.4. Reduktionsmethode für ein Mehrkontaktproblem ........ 300 19.5. Dimensionsreduktion und viskoelastische Eigenschaften ....................................... 305 19.6. Abbildung von Spannungen im Reduktionsmodell ........ 305 19.7. Das Berechnungsverfahren in der Reduktionsmethode ... 307 19.8. Adhäsion, Schmierung, Kavitation und plastische Deformation bei der Reduktionsmethode ............... 307 Aufgaben .................................................. 307 Anhang ........................................................ 313 Weiterführende Literatur ...................................... 317 Bildernachweis ................................................ 323 Sachverzeichnis ............................................... 325