Valentin L. Popov, Markus He Methode der Dimensionsreduktion in Kontaktmechanik und Reibung

Annotation

Das Werk beschreibt erstmalig in einer geschlossenen Form eine Simulationsmethode zur schnellen Berechnung von Kontakteigenschaften und Reibung zwischen rauen Oberflachen. Im Unterschied zu bestehenden Simulationsverfahren basiert die Methode der Dimensionsreduktion (MDR) auf einer exakten Abbildung verschiedener Klassen von dreidimensionalen Kontaktproblemen auf Kontakte mit eindimensionalen Bettungen. Innerhalb der MDR wird jedoch nicht nur die Dimension von drei auf eins reduziert, sondern gleichermaen sind voneinander unabhangige Freiheitsgrade gegeben. Die MDR beinhaltet daher eine enorme Reduktion sowohl der Entwicklungszeit fur die numerische Implementierung von Kontaktproblemen als auch der direkten Rechenzeit und kann letztlich in der Tribologie eine ahnliche Rolle einnehmen wie FEM in der Strukturmechanik oder bekannte CFD-Loser in der Hydrodynamik. Daruber hinaus erleichtert sie in hohem Mae analytische Berechnungen und bietet eine Art "Taschenausgabe" der gesamten Kontaktmechanik. Messungen der Rheologie der kontaktierenden Korper sowie ihrer Oberflachentopographie und Adhasionseigenschaften finden unmittelbaren Eingang in die Berechnung. Insbesondere ist es moglich, die gesamte Dynamik des Systems - beginnend mit der makroskopischen Systemdynamik uber die makroskopische, dynamische Kontaktberechnung bis hin zum Einfluss der Rauheit - in einem numerischen Simulationsmodell zu erfassen. Die MDR erlaubt demnach die Vereinigung der charakteristischen Ablaufe verschiedener Skalen. Zielsetzung des Buches ist es, einerseits die Berechtigung und Zuverlassigkeit der Methode zu belegen, andererseits ihre auerst einfache Handhabung interessierten Praktikern zu erklaren.