Mit bruchmechanischen Risswachstumsuntersuchungen lassen sich sowohl die Gefährlichkeit von Rissen abschätzen als auch Inspektionsintervalle für zyklisch beanspruchte Bauteile ermitteln. Zur Simulation des Risswachstums stehen verschiedene Programme zur Verfügung. Das von der NASA für die Luft- und Raumfahrt entwickelte Programm NASGRO lässt sich auch in der Eisenbahntechnik einsetzen. Mit diesem Programm wurden Risswachstumsuntersuchungen für Radsatzwellen des ICE 3 durchgeführt. Neben der Beschreibung der grundsätzlichen Vorgehensweise bei der Risswachstumssimulation werden insbesondere Variationsrechnungen bzgl. des Risswachstums vorgestellt. Aufgezeigt wird dabei, wie sich die einzelnen Einflussgrößen wie Höhe des Beanspruchungskollektivs, Montagespannungen (Mittelspannungen), bruchmechanische Materialdaten, Tiefe/Länge des detektierbaren Risses sowie Reihenfolgeeffekte auf das Ermüdungsrisswachstum auswirken. Es zeigt sich, dass das Risstiefenwachstum zunächst verhalten erfolgt. Nach einer gewissen Laufleistung bzw. einer gewissen Risstiefe nimmt die Risswachstumsgeschwindigkeit deutlich zu. Ein um 10 % höheres Kollektiv führt zu einer deutlich kürzeren Laufleistung. Einen erheblichen Einfluss auf die Laufleistung einer angerissenen Radsatzwelle hat die Montagespannung des Radsitzes, die im untersuchten Korbbogenbereich zu einer positiven Mittelspannung und somit zu einer Erhöhung des R-Verhältnisses führt. In einer Abbildung ist der Einfluss der Anrisstiefe auf die Restlaufleistung einer Radsatzwelle dargestellt. Zu erkennen ist, dass der Anstieg der Laufleistung von dem Zeitpunkt der Detektierung des Risses abhängig ist. Die bruchmechanischen Risswachstumsuntersuchungen liefern damit Anhaltspunkte für die Festlegung von Inspektionsintervallen. Dabei ist zu beachten, dass die Risswachstumssimulationen für die Radsatzwellen unter Berücksichtigung aller relevanten Einflussgrößen erfolgen. Um eine größere Sicherheit zu erlangen, sind neben den Risswachstumssimulationen mit dem Programm NASGRO auch Finite-Elemente-Berechnungen mit dem Programm ADAPCRACK3D sowie experimentelle Risswachstumsuntersuchungen an Bauteilen, z.B. Originalradsatzwellen, zu empfehlen.


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    Titel :

    Festlegung von Inspektionsintervallen mittels Risswachstumsuntersuchungen


    Beteiligte:
    Richard, H.A. (Autor:in) / Sander, M. (Autor:in) / Wirxel, M. (Autor:in) / Lebahn, J. (Autor:in)


    Erscheinungsdatum :

    2009


    Format / Umfang :

    3 Seiten, 3 Bilder, 2 Quellen


    Medientyp :

    Aufsatz (Konferenz)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch





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