RegistrierenRegistrieren   LoginLogin   FAQFAQ    SuchenSuchen   
Reibkoeffizienten durch Optische Abschätzung
 
Neue Frage »
Antworten »
    Foren-Übersicht -> Mechanik
Autor Nachricht
Lachsn
Gast





Beitrag Lachsn Verfasst am: 21. März 2014 10:06    Titel: Reibkoeffizienten durch Optische Abschätzung Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Guten Tag Ihr Physiker,
meine Frage ist, ob es möglich ist den Reibkoeffizient auf Grund optischer Verformung festzustellen?
Ich habe zwei Proben, einen experimentellen aus einem biologischen Werkstoff, einen als hyperelastisches FEM Modell, beide im Druckversuch. Dabei möchte ich jetzt den Reibkoeffizienten meines Experiments halbwegs über mein FEM Modell abschätzen.

Meine Ideen:
Mein Ansatz ist dabei die grundsätzliche Verformung am Rand der Proben zu betrachten und abzugleichen. Ich hab beide als 3D Modell vorliegen (experimentelle wurde optisch mitgemessen). Wenn ich kaum Reibung hatte, hat sich das Material nahezu gleichmäßig am Rand verformt. Man könnte also sagen alle Ränder waren annähernd parallel. Je höher die Reibung zwischen Probe/Unterlage und Probe/Druckkörper, desto größer war natürlich dementsprechend die Krümmung dieser Ränder.
Problem dabei ist, ich möchte mit dem FEM Modell auch Materialparameter abschätzen. Würde es zum abschätzen des Reibkoeffizienten halbwegs reichen, wenn ich alle Materialkennwerte erstmal annähernd außen vor lasse und lediglich meine Krümmung betrachte?
Ziel des Ganzen ist beim FEM Modell die gleiche Spannung/Dehnungskurve wie im Experiment rauszubekommen über variieren der Materialkennwerte.
jh8979
Moderator


Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8571

Beitrag jh8979 Verfasst am: 22. März 2014 21:10    Titel: Antworten mit Zitat

Mhh.. schwer zu sagen was genau Du möchtest. Vielleicht allgemein:
Du hast zwei Größen A (Krümmung) und B (Reibung). Im wesentlichen willst Du feststellen ob diese beiden Größen korreliert sind. Du könntest also beide bei ein paar Stoffen messen und die Korrelation bestimmen. Sind sie korreliert, kannst Du dann versuchen ein empirisches Modell zu bauen, das diese Korrelation wiedergibt...

Ich weiss nicht ob das hilft...
Lachsn
Gast





Beitrag Lachsn Verfasst am: 24. März 2014 10:12    Titel: Antworten mit Zitat

Geht so Big Laugh
Das problem ist, ich möchte mit FEM die Materialparameter eines nichtlinearen Materials feststellen. Dafür hab ich einmal die Daten des Experiments mit dem Material (optische aufnahme und spannungs/dehnungskurve) und eben das FEM Modell. Bei dem FEM Modell variiere ich solange die Parameter meines physikalischen Materialmodells (bspw Ogden)durch ausprobieren bis die Spannungsdehnungskurve mit der aus dem Experiment übereinstimmt.

Jetzt hat mein Materialmodell leider einige Parameter, die ich soweit wie möglich reduzieren will. Unter anderem die auftretende Reibung.
Meine Überlegung also um nicht so viele Parameter variieren zu müssen war, ob ich durch die Betrachtung der Verformung an den Kanten halbwegs taugliche Abschätzungen über die aufgetretene Reibung treffen kann. Schließlich kann man sich ja vorstellen, dass bei einem Gummiartigen Material im Druckversuch, je stärker die Reibung zwischen auflagefläche/probe und probe/druckkörper ist, sich der Rand krümmt.
Starke Reibung -> große Krümmung,
Keine Reibung -> nahezu gerader vertikaler Rand bei max Verformung
jh8979
Moderator


Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8571

Beitrag jh8979 Verfasst am: 24. März 2014 10:29    Titel: Antworten mit Zitat

Ah, jetzt versteh ich besser was Du vorhast.

Ich denk allerdings die Antwort auf Deine Frage ist: Das musst Du ausprobieren. Versuch es irgendwie (zumindest phänomenologisch) zu modellieren und guck ob Du damit auch noch gute Fits rauskriegst. Deine Idee über den Zusammenhang Verformung/Reibung klingt zumindest plausibel.
Lachsn
Gast





Beitrag Lachsn Verfasst am: 24. März 2014 12:38    Titel: Antworten mit Zitat

Okay besten Dank! Geht mir auch nicht so sehr darum es exakt zu bestimmen. Dafür sind sowieso zu viele ungenauigkeiten im Experiment aufgetreten, als dass es Sinn machen würde da einen Reibwert auf die 3. Nachkommastelle zu bestimmen.
Aber generell eine Stelle nach dem Komma wäre schon nicht übel. Ich denke eine Abschätzung könnte ich damit zumindest grafisch begründen.
D2



Anmeldungsdatum: 10.01.2012
Beiträge: 1723

Beitrag D2 Verfasst am: 24. März 2014 13:54    Titel: Antworten mit Zitat

Ohne weitere Experimente kann man schnell falsche Schlüsse ziehen.
http://de.wikipedia.org/wiki/Reibungskoeffizient


"Grundlagen der Reibungstheorie: Das Coulombsche Reibungsgesetz
Klassische Reibungsmodelle: Theorie von Bowden und Tabor, Modell von Tomlinson

Reibung zwischen Festkörpern ist ein außerordentlich kompliziertes physikalisches Phänomen.
umfasst elastische und plastische Deformationen von Oberflächenbereichen der kontaktierenden
Körper, Mikrobrüche und die Wiederherstellung der Kontinuität des Materials, Anregung von
Elektronen und Phononen, chemische Reaktionen und Übertragung von Teilchen von einem Körper
zum anderen. Umso erstaunlicher ist es, dass sich ein sehr einfaches „Reibungsgesetz“ formulieren
lässt, das für viele Ingenieuranwendungen in erster Näherung reicht: Die Reibungskraft ist
proportional zur Normalkraft und so gut wie unabhängig von der Geschwindigkeit. Die erstaunlichste
Eigenschaft der trockenen Reibung besteht darin, dass sie - in erster Näherung - weder von
der scheinbaren Kontaktfläche noch von der Rauhigkeit abhängt. Diese Eigenschaften erlauben
uns, den Begriff des Reibungskoeffizienten zu benutzen. Der Reibungskoeffizient gibt aber nur
eine sehr grobe erste Näherung der Reibungskraft.
http://mechanik.tu-berlin.de/popov/reibungsphysik_ws0607/skript/Grundlagen%20der%20Reibungstheorie.pdf

PS. Stichwort "Tribologie"
http://sundoc.bibliothek.uni-halle.de/diss-online/00/00H045/t3.pdf

_________________
Lösungen gibt es immer, man muss nur darauf kommen.
Neue Frage »
Antworten »
    Foren-Übersicht -> Mechanik