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Sliding Behavior of Rubber on Snow and Concrete Surfaces

28.April 2003 - Over the last years great efforts were directed to the numerical description of the sliding behavior of rubber blocks on various surfaces by means of the Finite Element (FE) Method. Two major mechanisms of the load transfer of traction forces can be observed depending on the characteristics of the sliding surface. On “soft” surfaces, i. e., snow surfaces, the penetration of the sliding surface by rubber blocks results in a resistance against sliding motion. This resistance permits in addition to the frictional process the transfer of traction forces. Such a mechanism may be viewed as an “edge effect”. On “hard” surfaces a frictional mechanism is responsible for the transfer of the traction forces. In this paper details of different effects of both mechanisms are explained. For both of them appropriate numerical models were established.

Das Reibungsverhalten von Gummi auf Schnee- und Betonoberflächen
In den letzten Jahre stand die numerische Beschreibung des Reibungsverhaltens von Gummiblöcken auf unterschiedlichen Oberflächen mit Hilfe der Methode der Finiten Elemente (FEM) vermehrt im Blickpunkt. Zwei wesentliche Mechanismen der Lastübertragung von Traktionskräften können dabei in Abhängigkeit von den Eigenschaften der Reibungsoberfläche beobachtet werden. Auf „weichen“ Oberflächen, wie z. B. auf Schneeoberflächen, verursacht das Eindrücken eines Gummiblocks in die Reibungsoberfläche einen Widerstand gegen die Gleitbewegung des Gummiblocks. Dieser Widerstand führt zusätzlich zu den vorhandenen Reibungskräften zu Traktionskräften. Dieser sogenannte „Kanteneffekt“ erhöht somit die mögliche Lastübertragung. Auf „harten“ Oberflächen werden die Traktionskräfte durch einen Reibungsvorgang übertragen. Es werden numerische Modelle für beide Effekte dargestellt und erläutert.

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