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Main Title: Entwicklung numerischer Methoden und Simulation von Kontakt und Reibung mit Elastomeren
Translated Title: Development and application of numerical methods for contact and friction of elastomers
Author(s): Kürschner, Silvio
Advisor(s): Popov, Valentin L.
Referee(s): Popov, Valentin L.
Kröger, Matthias
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät V - Verkehrs- und Maschinensysteme
Type: Doctoral Thesis
Language: German
Language Code: de
Abstract: Die vorliegende Arbeit behandelt Kontakt und Reibung von Elastomeren. Die Behandlung dieser Probleme ist, trotz aller Fortschritte, sehr kompliziert. Die Ursachen dafür sind, dass die beteiligten Längen- und Zeitskalen viele Größenordnungen umfassen können und dass vielfältige Wechselwirkungen unterschiedlicher Natur zu berücksichtigen sind. Die Methode der Dimensionsreduktion ist ein einfach aufgebautes und sehr schnelles Verfahren, das unter bestimmten Voraussetzungen angenäherte oder sogar exakte Lösungen für Kontakt- und Reibungsprobleme liefert. In dieser Arbeit wird die Erweiterung der Methode auf Elastomere vorgenommen. Es wird gezeigt, wie Modelle für linear viskoelastische Materialgesetze zu konstruieren sind. Im Anschluss werden der Normalkontakt und die Reibung mit einem linear viskosen Modell-Elastomer untersucht. Dabei kommen zum einen rotationssymmetrische Indenter und zum anderen solche mit zufällig rauen, selbst-affinen Oberflächen zum Einsatz. Es werden jeweils das dreidimensionale Originalproblem und das Modellproblem nach der Methode der Dimensionsreduktion gelöst und die Ergebnisse miteinander verglichen.
This thesis deals with contact and friction of elastomers. While some progress has been achieved before, the treatment of these problems is still troublesome. There are several reasons for that. The length- and timescales involved usually span numerous orders of magnitude and several interactions of different nature have to be factored. The method of dimensionality reduction is a simple and very fast approach. Under certain conditions, it delivers approximate or even exact solutions of contact and frictional problems. The present work applies this approach to elastomers. Suitable models of linearly viscoelastic materials are constructed. As applications the contact and friction of a linearly viscous model-elastomer with both axially symmetric and randomly rough self-affine indenters are studied in detail. The considerations are performed with respect to the original three-dimensional system as well as to the one-dimensional model problem and the results are compared to each other.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus4-53990
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/4397
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-4100
Exam Date: 23-Jun-2014
Issue Date: 1-Jul-2014
Date Available: 1-Jul-2014
DDC Class: 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Subject(s): Mechanik
Kontaktmechanik
Tribologie
Numerische Simulation
Mechanics
contact mechanics
tribology
numerical simulation
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