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27. Januar 2021

Coulombsche Haftreibung

Reibung spielt in der Praxis eine bedeutende Rolle. Ohne Reibung könnten Autos nicht bremsen, Gegenstände würden auf schiefen Ebenen einfach davongleiten, vorgespannte Schraubenverbindungen wären nicht möglich.

Die Haftreibung ist immer dann zu berücksichtigen, wenn zwei querbelastete Festkörper an einer Kontaktstelle eine Druckkraft übertragen. Diese Druckkraft verändert die Querkrafttragfähigkeit der Kontaktstelle.

Der Kraftzusammenhang ist wie folgt beschrieben:

Da die Querkrafttragfähigkeit zwischen zwei Elementen einen Einfluss auf das Kräftespiel im Gesamtmodell hat, erlauben RFEM und RSTAB eine Haftreibungskopplung an Lager-, Gelenk- und Freigabedefinitionen. Dieser Ansatz simuliert die Reibung durch einen automatisierten iterativen Berechnungsprozess, welcher nach jeder Iteration die Haftreibungsbedingung überprüft und entsprechende Maßnahmen zur Einhaltung der Gesetzmäßigkeiten vornimmt. Die Funktion wurde so ausgebildet, dass der Anwender den Koppelfreiheitsgraden direkt vorgibt, in welcher Richtung die Reibungskraft verläuft und aus welcher Richtung die Druckkraft kommt.

Der Reibungskoeffizient μ kann dann in den Detaileinstellungen festgelegt werden.

Ist die Haftreibung überschritten, wird ein sogenannter Fließprozess eingeleitet. Das heißt: Tritt für den Reibfreiheitsgrad eine größere Kraft als die Haftreibungskraft auf, so übernimmt die Koppelsituation nur die Haftreibungskraft und reagiert dann mit einer freien Verformbarkeit.


Autor

Herr Niemeier ist für die Entwicklung von RSTAB, RFEM, RWIND Simulation und den Bereich Membranbau zuständig. Zudem beschäftigt er sich mit Qualitätssicherung und Kundensupport.

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