Knifflige Kontaktprobleme werden gelöst
Anwendungsbeispiele der Kontaktmechanik sind die beweglichen Teile von Maschine, auf einer Eisenbahnschiene laufende Räder sowie künstliche oder natürliche Gelenke in lebenden Organismen. Das neue EU-finanzierte Forschungsprojekt "Nonlinear inclusions, hemivariational inequalities with applications to contact mechanics" (CONTACT) vereint Labors in Europa, China und den USA, um das Gebiet weiter voranzubringen. Die Projektwissenschaftler entwickeln die komplexen theoretischen Methoden, die erforderlich sind, um an Grenzflächen geltende Gesetze einschließlich Reibung, Adhäsion, Schäden durch thermische Effekte und Verschleiß vollständig zu beschreiben. Das gemeinsame Schulungsprogramm sowie die wegbereitende Forschungsagenda setzt auf topmoderne Technologien. Man wird überdies die Beziehungen zwischen den Partnerinstitutionen stärken, wobei die rasche Entwicklung neuartiger und nicht dem Standard entsprechender mathematischer Werkzeuge gefördert werden. Schwerpunkt sind Klassen von Kontaktproblemen von direkter industrieller oder technischer Bedeutung. Der Austausch von Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern, Treffen, Seminare sowie zwei Workshops sind geplant. Bereits innerhalb des ersten Berichtszeitraums erzielte man zahlreiche Resultate, die verbesserte technische Anwendungen mit bedeutendem ökonomischen Nutzen versprechen. Zu den untersuchten Systemen zählten Aktoren, Lager, Scharniere sowie künstliche oder lebende Gelenke. Das Team hat bewiesen, dass die Probleme korrekt gestellt sind, d. h. eine eindeutige Lösung existiert und im Wesentlichen kleine Fehler am Eingang nicht in großen Änderungen in den Ausgangswerten resultieren. Die Wissenschaftler haben nun Algorithmen entwickelt und führen diese aus, anhand von denen Verformungen und Spannungen in elastischen und viskoelastischen Materialien als eine Funktion von Zeit und Ort berechnet werden. Sämtliche Aufgaben werden nach Plan abgearbeitet. Im Einzelnen übertreffen die Ergebnisse den ursprünglichen Anwendungsbereich des Vorschlags. Neue Kooperationen gedeihen trefflich. Vom erfolgreichen Abschluss des Projekts verspricht man sich viele wertvolle neue Verfahren für das Gebiet der theoretischen Kontaktmechanik. Diese Verfahren werden neuartige experimentelle Arbeiten sowie den technischen Fortschritt unterstützen.
Schlüsselbegriffe
Kontaktmechanik, Spannungen, Verformungen, numerische Methoden, Grenzflächengesetze, gemeinsame Schulungen
