Kontaktmechanik und Reibung: Ein Lehr- und Anwendungsbuch by Professor Dr. V. L. Popov (auth.)

By Professor Dr. V. L. Popov (auth.)

Das anwendungsorientierte Buch fuhrt in den Zusammenhang von Kontaktmechanik und Reibung ein und ermoglicht damit ein tieferes Verstandnis der Tribologie. Es behandelt die eng zusammenhangenden Phanomene Kontakt, Adhasion, Kapillarkrafte, Reibung, Schmierung und Verschlei? unter einem einheitlichen Gesichtspunkt. Der Autor geht ein auf (1) Methoden zur groben Abschatzung von tribologischen Gro?en, (2) Methoden zur analytischen Berechnung in einem minimum erforderlichen Umfang und (3) den Ubergang zu numerischen Simulationsmethoden. Damit vermittelt er einen einheitlichen Blick auf tribologische Prozesse in verschiedenen Skalen (von der Nanotribologie bis zur Erdbebenforschung).

Auch systemdynamische Aspekte von tribologischen Systemen, wie Quietschen und seine Bekampfung sowie andere Typen von Instabilitaten und Musterbildung werden vermittelt.

Aufgaben mit durchgerechneten Losungen zu einzelnen Kapiteln dienen der Vertiefung und praktischen Anwendung des behandelten Stoffs.

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6. 28 3 Qualitative Behandlung eines adhäsiven Kontaktes Im zweiten Schritt berechnen wir die Wechselwirkung zwischen zwei Festkörpern mit parallelen Oberflächen, wobei wir annehmen, dass beide Körper mit gleichen Atomen „gefüllt“ sind (Abb. 1 c und Abb. 3 b). Sie berechnet sich durch Integration im ersten Körper über die z-Koordinate und Multiplikation mit der Oberfläche A des Körpers und der Atomkonzentration n. 3) wobei Q = π Cn 2 / 12 . h. bis zum Abstand  r0 ) zusammen geschoben werden, leisten die Wechselwirkungskräfte eine Arbeit (pro Flächeneinheit) W Q = .

8) wobei f R die Reibungskraft pro Längeneinheit der Kontaktlinie ist. Das Vorzeichen der Reibungskraft hängt von der Richtung der Bewegung des Tropfens ab. Somit wird auch der tatsächliche Kontaktwinkel von der Bewegungsrichtung abhängen. Dieses Phänomen nennt man Hysterese des Kontaktwinkels. Aus der Hysterese kann die Reibkraft bestimmt werden. Diese Kraft sorgt dafür, dass Tropfen auf makroskopisch glatten geneigten Flächen "haften". Sie ist auch für viele technische Anwendungen von Interesse.

16) unterscheidet, da die physikalische Herkunft dieser Oberflächenenergien unterschiedlich ist (bei Festkörpern die zum Trennen der Körper erforderliche Energie, bei Flüssigkeiten die zur Rekonstruktion der Oberfläche erforderliche Energie). 5) verschwindet im Kontakt zwischen gleichen Flüssigkeiten. gl q gs s l gs l Abb. 4 Zur Abschätzung des Kontaktwinkels bei bekannten Oberflächenenergien der Flüssigkeit und des Festkörpers. Aus dem Kräftegleichgewicht für die Grenzlinie (s. Abb. 5) γ s = γ l + γ s − 2 γ l γ s + γ l cos θ .

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