Stoßvorgänge

Zusammenfassung

Von einem Stoß bzw. einer stoßartigen Beanspruchung spricht man dann, wenn sehr „große Kräfte“ während ganz „kurzer Zeit“ auf einen Körper einwirken, wie dies beim Zusammenprall zweier Körper der Fall ist. Durch den Impulsaustausch ergibt sich eine sehr „rasche Änderung des Geschwindigkeitszustandes“ während des Stoßvorganges. Von der Stoßstelle weg laufen Spannungswellen in den Körper hinein (bei hinreichend kleinen Amplituden ist ihre Ausbreitungsgeschwindigkeit im elastischen Körper gleich der Schallgeschwindigkeit, dabei sind mindestens zwei Wellentypen zu unterscheiden, die schnelle longitudinale und die langsamere transversale Welle). An den Oberflächen treten dann Reflexionen auf, an den Inhomogenitäten Beugung und Streuung. An der Stoß stelle und in der unmittelbaren Umgebung kommt es meist zu unelastischen bleibenden Deformationen (die Spannungen überschreiten die allerdings deformationsgeschwindigkeitsabhängige Fließgrenze zähplastischer Körper), und da die Deformationsgeschwindigkeiten hoch sind, tritt auch Sprödbruch in der Form von Rissen auf. Diese kurze Aufzählung zeigt schon, daß die quantitative Untersuchung der Stoßvorgänge außerordentlich schwierig ist, vgl. dazu auch die Lehrbücher über Elastische und Plastische Wellenausbreitung¹. Um zu einer ingenieurmäßigen, also mathematisch hinreichend einfachen Formulierung zu kommen, bleibt nur der Weg weitgehender Idealisierungen. So kann man unter Umständen die individuellen Ausbreitungsvorgänge gar nicht weiter untersuchen, sondern muß die Annahme machen, daß der Geschwindigkeitszustand des Körpers sprunghaft geändert wird. Man setzt dann die Stoßwellengeschwindigkeit unendlich groß voraus. Die Beschleunigungen und die Stoßkräfte sowie auch die Spannungen im Inneren des Körpers gehen dann so nach unendlich, daß der Grenzwert ihres zeitlichen Integrals mit verschwindender Stoßdauer endlich bleibt. Man spricht dann von einem Stoßzeitpunkt und läßt die Lage der stoßenden Körper während des Stoßes unverändert.