Problem in der Dynamik

Patrick · Anmeldungsdatum: 05.07.2006 Beiträge: 417 Wohnort: Nieder-Wöllstadt

Eine Bohrmaschine, deren Bohraufsatz ein Radius von R = 2mm hat, bohrt ein Loch in eine Wand. Dabei werden 10Umdrehungen in einer Sekunde gemacht. Die Bohrmaschine wird mit einer Kraft von 10N gegen
die Wand gedrückt. Außerdem ist zu beachten, dass der Bohraufsatz eine
spiralförmige Rille hat. Welche Reibungskräfte entstehen zwischen der Wand und dem Bohraufsatz bei der Rotation? Kann man diese berechnen?
Ich denke, dass die Reibungskraft ein periodischer Vorgang ist (Fourier-
Analyse), denn bei jeder Umdrehung wechseln die Reibungskräfte.

Zeichnen Sie den Verlauf der Reibungskraft in einem Diagramm ein!

Kann mir jemand dabei helfen, die Reibungskräfte zu berechnen?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Wäre die Spitze der Bohrmaschine stumpf, dann könnte man eine Reibungskraft zwischen Bohrmaschinenspitze und Wand ausrechnen, indem man die Fläche dieser Spitze mit der Normalkraft (mit der man die Bohrmaschine gegen die Wand drückt) und dem Gleitreibungskoeffizienten zwischen Bohrmaschinenspitzenmaterial und Wandmaterial multipliziert.

Diese Reibungskraft wäre dann unabhängig von der Rotationsgeschwindigkeit und würde sich nicht periodisch verändern.

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Nun ist die Spitze eines Bohrers aber nicht stumpf, sondern so scharf geschliffen, dass er es schafft, Material abzutragen. Also sind die Kräfte, die hier auftreten, keine Reibungskräfte wie in der obigen Rechnung. Die Kraft, die der Motor des Bohrers aufbringen muss, um den Bohrer zu drehen, hängt also noch von anderen Materialeigenschaften ab. Zum Beispiel davon, wie scharf der Bohrer geschliffen ist, wie hart der Bohrer und wie hart die Wand ist, und wie leicht sich das Wandmaterial vom Bohrer abtragen lässt.

Was du also meinen dürftest, ist nicht die Reibungskraft, sondern etwas anderes, was man glaube ich als Schnittkraft bezeichnet.