Das möglichst reibungslose mechanische Funktionieren einer Vielzahl von Systemen der technischen Welt wie Bremsen, Pedale, Räder, Getriebe, Dämpfer, Kugellager oder Schließmechanismen usw. beruht auf den Gesetzen des Kontaktverhaltens der eingesetzten Materialien - der Kontaktmechanik. Zwar handelt es sich um eine wohlbekannte Disziplin der Ingenieurwissenschaften, doch auch hier haben Numerik und Modellbildung in den letzten Jahren zu neuen Forschungsansätzen geführt. An der Universität Stuttgart fand im vergangenen Jahr die vierte internationale Tagung zu „Computational Methods in Contact Mechanics“ statt. Sie wurde organisiert vom Institut A für Mechanik unter der Leitung seines Direktors Prof. Dr.-lng. Lothar Gaul und wissenschaftlicher Begleitung durch Dr. Kai Willner gemeinsam mit Prof. Carlos Brebbia, Direktor des Wessex Institute of Technology. Teilnehmer aus 21 Ländern, sowohl aus der Industrie als auch der Wissenschaft, nutzten die Gelegenheit zum internationalen fachlichen Austausch. In seiner Eröffnungsansprache stellte Prof. Gaul die Kontaktmechanik als ein Forschungsgebiet dar, das trotz einer langen Geschichte, in der prominente Namen wie Leonardo da Vinci, Coulomb und Hertz zu finden sind, noch lange nicht als abgeschlossen betrachtet werden kann. Heinrich Hertz, damals noch Assistent bei Helmholtz in Berlin, hatte bereits 1882 seine klassische Arbeit „Über die Berührung fester elastischer Körper“ im Journal für reine und angewandte Mathematik publiziert. Das Ausgangsproblem war die Frage, ob die elastische Deformation von Glaslinsen unter der Wirkung einer Anpreßkraft einen Einfluß auf die Interferenzlinien haben würde. Die Beobachtung der Interferenzlinien legte die Hypothese einer elliptischen Kontaktfläche nahe. Aus seiner Kenntnis der elektrostatischen Potentialtheorie gelang es Hertz, durch Analogie zu zeigen, daß eine elliptische Kontaktdruckverteilung elastische Verformungen hervorruft, die zur prognostizierten elliptischen Kontaktfläche führen. Die Hertz'sche Theorie gilt für den reibungsfreien Kontakt elastischer Körper. Heute zeigt vor allem die Industrie ein steigendes Interesse an einer detaillierteren Beschreibung und vor allem Lösung der vielfältigen Kontaktprobleme. Dies stellt eine ständige Herausforderung für die Forschung dar, der heutzutage mit Hilfe moderner mathematischer und numerischer Methoden, aber auch verbesserter experimenteller Techniken begegnet werde, erläuterte Prof. Gaul. Das Institut A für Mechanik engagierte sich nicht nur in der Organisation der Tagung, sondern stellte seine wissenschaftliche Kompetenz mit vier Fachbeiträgen unter Beweis. Die Stuttgarter Wissenschaftler dokumentierten ihre grundlegenden Beiträge zur Dynamik passiver und semiaktiver Fügestellen und zur Kontinuumsmechanik thermomechanischer Kontaktprobleme sowie die umfangreichen Aktivitäten des Instituts auf den Gebieten der Struktur-Baugrund Kontaktprobleme sowie der Brems- und Rollkontakte, die sich unter anderem auch in zwei Drittmittelprojekten widerspiegeln. Während im Sonderforschungsbereich 543 Ultraschallbeeinflußtes Umformen metallischer Werkstoffe die Vermeidung von Energieverlusten bei der Ultraschalleitung im Vordergrund steht, ist das Ziel im Sonderforschungsbereich 409 Adaptive Strukturen im Leichtbau und Flugzeugbau die Dämpfungsregelung aktiver Strukturen. Zu einer semi-aktiven Lösung dieses Problems ist dem Institut bereits ein Patent erteilt worden. Die insgesamt 51 Beiträge der Tagung sind in einem 540-seitigen Buch veröffentlicht, das die Themen Kontaktprobleme in Getrieben, Lagern, Bremsen, Dämpfern und Verbindungselementen, Modelle und experimentelle Untersuchungen zum Kontakt rauher Oberflächen, theoretische und experimentelle Untersuchungen von Kontaktproblemen für geschichtete und verstärkte Halbräume sowie die Kontaktbeschreibung mittels finiter Elemente, Randelemente, Mehrkörper und Kontinuumsmodellen umfaßt. Daß die Kontinuumsmechanik ihre praktische Relevanz auch im alltäglichen Umgang beweist, zeigte der Beitrag eines portugiesischen Wissenschaftlers, dessen Vortrag über den Kontakt von Korken im Flaschenhals besonderes Interesse fand.

KONTAKT
Prof. Dr.-Ing. habil. Lothar Gaul, Institut A für Mechanik, Universität Stuttgart, Pfaffenwaldring 9, 70550 Stuttgart, Tel.: 0711/ 685-6278, Fax: 0711/685-6282 e-mail: L.Gaul@mecha.uni-stuttgart.de