Kontaktmechanik und Reibung

Das anwendungsorientierte Buch führt in den Zusammenhang von Kontaktmechanik und Reibung ein und ermöglicht damit ein tieferes Verständnis der Tribologie. Es behandelt die eng zusammenhängenden Phänomene Kontakt, Adhäsion, Kapillarkräfte, Reibung, Schmierung und Verschleiß unter einem einheitlichen Gesichtspunkt. Der Autor geht ein auf (1) Methoden zur groben Abschätzung von tribologischen Größen, (2) Methoden zur analytischen Berechnung in einem minimal erforderlichen Umfang und (3) den Übergang 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 Bekämpfung sowie andere Typen von Instabilitäten und Musterbildung werden vermittelt.

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

Neu an der 3. Auflage sind: eine ausführlichere Darstellung der elastohydrodynamischen Schmierung, ein erweitertes und aktualisiertes Kapitel zu numerischen Simulationsmethoden in der Kontaktmechanik, die Erweiterung des Kapitels „Verschleiß“ durch Diskussion und Berechnung von Fretting sowie zahlreiche neue Aufgaben und Fallbeispiele, welche den Wert des Buches als Nachschlagewerk wesentlich erhöhen.

Die Zielgruppen

Das Buch wendet sich sowohl an Ingenieure auf dem Gebiet der Tribologie als auch an Studierende im Hauptstudium der Ingenieurwissenschaften oder der Naturwissenschaften.

Der Inhalt

Einführung.- Qualitative Behandlung des Kontaktproblems – Normalkontakt ohne Adhäsion.- Qualitative Behandlung eines adhäsiven Kontaktes.- Kapillarkräfte.- Rigorose Behandlung des Kontaktproblems – Hertzscher Kontakt.- Rigorose Behandlung des Kontaktproblems – Adhäsiver Kontakt.-
Kontakt zwischen rauen Oberflächen.- Tangentiales Kontaktproblem.- Rollkontakt.- Das Coulombsche Reibungsgesetz.- Das Prandtl-Tomlinson-Modell für trockene Reibung.- Reiberregte Schwingungen.- Thermische Effekte in Kontakten.- Geschmierte Systeme.- Viskoelastische Eigenschaften von Elastomeren.- Gummireibung und Kontaktmechanik von Gummi.- Verschleiß.- Reibung unter Einwirkung von Ultraschall.- Numerische Simulationsmethoden in der Kontaktmechanik.- Erdbeben und Reibung.- Anhang.
Der Autor

Prof. Dr. rer. nat. Valentin L. Popov
studierte Physik und promovierte im Jahre 1985 an der staatlichen Lomonosow-Universität Moskau. Er habilitierte sich 1994 am Institut für Festigkeitsphysik und Werkstoffkunde der Russischen Akademie der Wissenschaften. Seit 2002 leitet er das Fachgebiet Systemdynamik und Reibungsphysik am Institut für Mechanik der Technischen Universität Berlin.