Emanuel Willert – författare

Das Buch beinhaltet eine strukturierte Sammlung der vollständigen Lösungen aller wesentlichen axialsymmetrischen Kontaktprobleme. Es werden Lösungen für klassische Profile wie die Kugel, den Kegel oder den flachen zylindrischen Stempel angegeben, aber auch für eine Vielzahl weiterer technisch relevanter Formen, z.B. den Kegelstumpf, den Zylinder mit abgerundeten Rändern, die verschlissene Kugel, Profile mit Welligkeit, Hohlzylinder usw. Behandelt werden Normal-, Tangential- und Torsionskontakte -, sowohl adhäsionsfreie als auch adhäsionsbehaftete. Als Medien kommen elastisch isotrope, transversal isotrope, viskoelastische sowie funktionale Gradientenwerkstoffe zur Sprache. Die Lösungen der Kontaktprobleme umfassen neben den Zusammenhängen zwischen den makroskopischen Kraft- und Verschiebungsgrößen sowie der Kontaktkonfiguration auch die Spannungs- und Verschiebungsfelder an der Oberfläche und gegebenenfalls innerhalb des Halbraum-Mediums. Lösungen werden immer mit der jeweils einfachsten zur Verfügung stehenden Methode gewonnen – meistens mit der Methode der Dimensionsreduktion oder Ansätzen zur Rückführung des jeweiligen Kontaktproblems auf das nicht-adhäsive Normalkontaktproblem.Die ZielgruppenDas Buch wendet sich an Berechnungsingenieure in der Industrie wie z.B. Maschinenbau, Reifenindustrie, Automobilindustrie, Polymer- und Elastomerhersteller. Zugleich dient es als Nachschlagewerk in Forschung und Lehre.

Das Buch beinhaltet eine strukturierte Sammlung der vollständigen Lösungen aller wesentlichen axialsymmetrischen Kontaktprobleme. Es werden Lösungen für klassische Profile wie die Kugel, den Kegel oder den flachen zylindrischen Stempel angegeben, aber auch für eine Vielzahl weiterer technisch relevanter Formen, z.B. den Kegelstumpf, den Zylinder mit abgerundeten Rändern, die verschlissene Kugel, Profile mit Welligkeit, Hohlzylinder usw. Behandelt werden Normal-, Tangential- und Torsionskontakte -, sowohl adhäsionsfreie als auch adhäsionsbehaftete. Als Medien kommen elastisch isotrope, transversal isotrope, viskoelastische sowie funktionale Gradientenwerkstoffe zur Sprache. Die Lösungen der Kontaktprobleme umfassen neben den Zusammenhängen zwischen den makroskopischen Kraft- und Verschiebungsgrößen sowie der Kontaktkonfiguration auch die Spannungs- und Verschiebungsfelder an der Oberfläche und gegebenenfalls innerhalb des Halbraum-Mediums. Lösungen werden immer mit der jeweils einfachsten zur Verfügung stehenden Methode gewonnen – meistens mit der Methode der Dimensionsreduktion oder Ansätzen zur Rückführung des jeweiligen Kontaktproblems auf das nicht-adhäsive Normalkontaktproblem.Die ZielgruppenDas Buch wendet sich an Berechnungsingenieure in der Industrie wie z.B. Maschinenbau, Reifenindustrie, Automobilindustrie, Polymer- und Elastomerhersteller. Zugleich dient es als Nachschlagewerk in Forschung und Lehre.

This open access book contains a structured collection of the complete solutions of all essential axisymmetric contact problems. Based on a systematic distinction regarding the type of contact, the regime of friction and the contact geometry, a multitude of technically relevant contact problems from mechanical engineering, the automotive industry and medical engineering are discussed. In addition to contact problems between isotropic elastic and viscoelastic media, contact problems between transversal-isotropic elastic materials and functionally graded materials are addressed, too. The optimization of the latter is a focus of current research especially in the fields of actuator technology and biomechanics. The book takes into account adhesive effects which allow access to contact-mechanical questions about micro- and nano-electromechanical systems.Solutions of the contact problems include both the relationships between the macroscopic force, displacement and contact length, as well as the stress and displacement fields at the surface and, if appropriate, within the half-space medium. Solutions are always obtained with the simplest available method - usually with the method of dimensionality reduction (MDR) or approaches which use the solution of the non-adhesive normal contact problem to solve the respective contact problem.

Dieses Open Access Buch widmet sich dem Problem der Mechanik des Zusammenstoßes zweier makroskopischer Körper. Falls die Dynamik der Körper als Ganzes dies erlaubt, ohne in unüberschaubare Komplexität zu verfallen (in der Regel ist das nur für das reine Normalstoßproblem der Fall), werden allgemeine axialsymmetrische Stoßpartner betrachtet. Für das allgemeine räumliche Stoßproblem wird sich auf den Kontakt von Kugeln beschränkt. Zunächst werden im Buch sehr ausführlich die kontaktmechanischen Grundlagen (Elastizität, Plastizität, Viskoelastizität, Adhäsion, Gradientenmedien) dargestellt und anschließend auf das Stoßproblem übertragen. Mit der Methode der Dimensionsreduktion, der ein eigenes Kapitel gewidmet ist, steht außerdem seit wenigen Jahren ein Werkzeug zu Verfügung, das die sehr effiziente analytische und numerische Behandlung von dynamischen Kontaktproblemen (wie z.B. Stößen) ermöglicht.Den Abschluss des Buch bilden Anwendungsfälle aus verschiedenen Gebieten.

Das Buch beinhaltet eine strukturierte Sammlung der vollständigen Lösungen aller wesentlichen ebenen Kontaktprobleme. Es werden klassische Profile – wie der Zylinder, der Keil oder der quaderförmige flache Stempel – unter zentrischer und exzentrischer Belastung behandelt, aber auch eine Vielzahl weiterer technisch relevanter Formen, wie der flache Stempel mit abgerundeten Kanten, der Keil mit abgerundeter Spitze oder wellige Oberflächen. In Bezug auf die Lastkonfiguration werden adhäsive und adhäsionsfreie Normalkontakte, Tangentialkontakte und Rollkontakte berücksichtigt. Als Materialien kommen elastisch isotrope, transversal isotrope, viskoelastische und funktionale Gradientenmedien zur Sprache. Die angegebenen Lösungen werden jeweils auf dem einfachsten zur Verfügung stehenden Weg hergeleitet und umfassen neben den makroskopischen Zusammenhängen zwischen der Last und der Kontaktkonfiguration die Spannungsfelder in der Oberfläche und gegebenenfalls innerhalb der Kontaktkörper.

Das Buch beinhaltet eine strukturierte Sammlung der vollständigen Lösungen aller wesentlichen ebenen Kontaktprobleme. Es werden klassische Profile – wie der Zylinder, der Keil oder der quaderförmige flache Stempel – unter zentrischer und exzentrischer Belastung behandelt, aber auch eine Vielzahl weiterer technisch relevanter Formen, wie der flache Stempel mit abgerundeten Kanten, der Keil mit abgerundeter Spitze oder wellige Oberflächen. In Bezug auf die Lastkonfiguration werden adhäsive und adhäsionsfreie Normalkontakte, Tangentialkontakte und Rollkontakte berücksichtigt. Als Materialien kommen elastisch isotrope, transversal isotrope, viskoelastische und funktionale Gradientenmedien zur Sprache. Die angegebenen Lösungen werden jeweils auf dem einfachsten zur Verfügung stehenden Weg hergeleitet und umfassen neben den makroskopischen Zusammenhängen zwischen der Last und der Kontaktkonfiguration die Spannungsfelder in der Oberfläche und gegebenenfalls innerhalb der Kontaktkörper.

The book contains a structured collection of complete solutions to all relevant plane contact problems. Classic profiles – such as the cylinder, the wedge, or the rectangular flat punch – are considered under centric and eccentric loading, but also a variety of other technically relevant shapes, such as the flat punch with rounded edges, the wedge with rounded tip, or wavy surfaces. With regard to the load configuration, adhesive and non-adhesive normal contacts, tangential contacts, and rolling contacts are considered. The materials considered are elastic isotropic, transversally isotropic, viscoelastic, and functionally graded media. The solutions given are derived in the simplest way available, and, in addition to the macroscopic relationships between load and contact configuration, include the stress fields in the surface and, where applicable, within the contacting bodies.