Numerische Simulationsmethoden in der Kontaktmechanik

Zusammenfassung

Die in den vorangegangenen Kapiteln untersuchten Kontakt- und Reibungsaufgaben bezogen sich auf einfache Modellsysteme. Auch wenn diese Modelle eine allgemeine Übersicht über kompliziertere tribologische Systeme geben, ist eine Vielzahl konkreter tribologischer Fragestellungen – besonders wenn es um eine feine Optimierung von tribologischen Systemen geht – in analytischer Form nicht berechenbar. Forscher und Ingenieure müssen in diesen Fällen auf numerische Methoden zurückgreifen. In diesem Kapitel geben wir eine kurze Übersicht der wichtigsten in der Kontaktmechanik eingesetzten Methoden, beschreiben diese aber nicht ausführlich, sondern verweisen auf existierende Literatur. Für die Berechnung von Kontakten zwischen linear elastischen Körpern unter der Annahme der Halbraumhypothese ist die Randelementemethode besonders geeignet, da sie nur die Diskretisierung der Oberfläche erfordert. Es müssen also keine Gitterstellen innerhalb des Körpers erzeugt und mitberechnet werden. Wegen der Bedeutung dieser Methode für kontaktmechanische Probleme behandeln wir sie etwas ausführlicher.