Wiederverwendbare Eisenbahnvollräder, die aus dem alten, für neue Eisenbahnräder nicht mehr zugelassenen Vollradstahl BV1 hergestellt wurden, zeigen in einigen Fällen Oberflächenfehler in Form von Überwalzungen im Bereich der Radscheibe. Um die Betriebssicherheit derartig ausgerüsteter Güterwagen unter den dynamischen Betriebseanspruchungen gewährleisten zu können, ist die Bruchmechanik ein geeignetes Mittel zur Analyse und Bewertung des Verhaltens derartiger Defekte mit rißartigem Charakter. Die bruchmechanische Problematik wurde im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogramms 'Systemdynamik und Langzeitverhalten von Fahrwerk, Gleis und Untergrund' behandelt. Analysiert und bewertet wurde das Dauerfestigkeitsverhalten sowie das Rißwachstumsverhalten von Ermüdungsrissen, die von Überwalzungen ausgehen. Um den Einfluß der Breite der Streuung der wesentlichen Parameter der Beanspruchung und der Beanspruchbarkeit auf die Dauerfestigkeit und die zyklische Rißausbreitung erfassen und die für die Betriebssicherheit erforderlichen zulässigen Riß- bzw. Defektgrößen festlegen zu können, sind die bruchmechanischen Analysen als Monte-Carlo-Simulation gestaltet worden. Ziel war es, zulässige Defektgrößen für die zerstörungsfreie Bauteilprüfung bei Gewährleistung der Dauerfestigkeit der mit Überwalzungen behafteten Vollräder aus wissenschaftlich fundierter Basis abzuleiten, da praktische Erfahrungen mit derartigen Defekten nicht vorlagen. Die Themen der Arbeit: 1. Beschreibung und Analyse der Oberflächendefekte im Scheibenbereich. 2. Die Beanspruchung der BV1-Vollräder. 3. Spannungsintensitätsfaktoren für gerade, geneigte Durchrissen (FEM-Berechnungen). 4. Die Werkstoffeigenschaften des Vollradstahls BV1 (Ermüdungsrißausbreitung, Rißwachstums- und Bruchzähigkeitseigenschaften. 5. Bruchmechanische Analyse der Dauerfestigkeit (Monte-Carlo-Simulation). 6. Bruchmechanische Analyse des Rißwachstums (FEM-Analyse und Monte-Carlo-Simulation). 7. Schlußfolgerungen aus den Untersuchungen (Ergebnisse der bruchmechanischen Analysen. Kritische Einschätzung des erreichten Standes.
Oberflächendefekte im Scheibenbereich
1998
110 Seiten, Bilder, Tabellen, 68 Quellen
Report
Deutsch
Eisenbahnrad , Stahl , Oberflächenschaden , Radscheibe , dynamische Beanspruchung , Betriebssicherheit , Bruchmechanik , Dauerfestigkeit , mechanische Festigkeit , Ermüdungsriss , Rissausbreitung , Monte-Carlo-Methode , Finite-Elemente-Methode , Spannungsintensitätsfaktor , Bruchzähigkeit , Überwalzung