Fahrflächenschäden an Eisenbahnschienen in Form von Rissen können unter ungünstigen Umständen den mehrfachen Bruch der Schiene und damit die Entgleisung des Zuges verursachen. Die vorliegende Arbeit soll einen Beitrag zur Bewertung von Rollkontaktermüdungsrissen in Eisenbahnschienen mit Analyse der bruchmechanischen Werkstoffeigenschaften liefern. Die Rissbeanspruchung wird mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode berechnet. Die bruchmechanischen Rissausbreitungsanalysen wurden unter Berücksichtigung eines geneigten Einzelrisses durchgeführt. Hinsichtlich der Beanspruchung und der Randbedingungen wurde berücksichtigt, dass die Schiene an der Fahrfläche Biege-, Druck- und Kontaktbeanspruchungen erfährt. Der Einfluss der Temperatur-Zugspannungen bewirkt eine gewisse Verringerung der Schwingweite des Spannungsintensitätsfaktors Delta KII. Die experimentellen Risswachstumsuntersuchungen an kaltverformtem Schienenstahl zeigen eindeutig eine Orthotropie der bruchmechanischen Eigenschaften. Die bruchmechanischen Analysen wurden als Monte-Carlo-Simulation gestaltet, wobei die bruchmechanischen Risswachstumseigenschaften in Abhängigkeit von der jeweils erreichten Risstiefe berücksichtigt wurden. Zur Ausschöpfung der Breite der theoretisch möglichen Streuung der Risswachstumseigenschaften wurde bei der Rissausbreitungsanalyse aus dem Streufeld der Risswachstumseigenschaften ein Zufallswert gewählt und für die Ermittlung der Restnutzungsdauer dieses Falles beibehalten.
Bruchmechanische Analyse des Wachstums von Rollkontaktermüdungsrissen in Eisenbahnschienen
Berichte aus der Fahrzeugtechnik ; 1-137
2005
137 Seiten, Bilder, Tabellen, 84 Quellen
Hochschulschrift
Deutsch
Bruchmechanische Analysen und Bewertungen für Risse in Eisenbahnschienen
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