In diesem Teil des Forschungsvorhabens wird eine geschlossene Struktur eines Drehgestellrahmens untersucht. Der Drehgestellrahmen (Blechstärken 8 mm bis 10 mm im Bereich des Querträgers) kommt aus dem Nahverkehrsbereich. Er wird aufgrund der zugelassenen Toleranzen aus einzeln zugeschnittenen Platten (Werkstoff S355 J2 G3) gefügt. Nach dem Schweißen wird der Drehgestellrahmen spannungsarm geglüht und anschließend reinigungsgestrahlt. Als zu untersuchende kritische Stelle sind die Querträger des Drehgestellrahmens festgelegt worden. An diesen Querträgern befinden sich die Längsanbindungen des Wagenkastens. Diese Anbindungspunkte sind Hülsen, die in den Querträger eingeschweißt wurden. Der zu untersuchende Bereich des Drehgestellrahmens wird auf Biegung und Torsion belastet. Somit liegt der Fokus der Untersuchungen auf diesen Belastungen. Als Nahtformen sind mit der Vierkantrohrprobe Kehlnähte und HY-Nähte untersucht worden. Da auch HV-Nähte untersucht werden sollten, die aber nicht bei der Vierkantrohrprobe zuverlässig schweißbar sind (keine Schweißung einer Gegenlage möglich), wurden diese mit Flachproben auf Zug untersucht. Da der Drehgestellrahmen nach dem Schweißen spannungsarm geglüht und reinigungsgestrahlt wird, wird dieser Einfluss ebenfalls untersucht. Beim spannungsarm Glühen entsprach der Temperaturzeitverlauf dem der Drehgestellrahmenfertigung. Ergebnisse Vierkantrohrproben: Die Vierkantrohrproben (Werkstoff S355 J2 G3) haben ähnliche Abmessungen wie der zu untersuchende Drehgestellrahmenabschnitt. Zwei unterschiedliche Nahtgeometrien wurden untersucht. Die Kehlnaht wurde einlagig geschweißt. Die Nahthöhe beträgt durchschnittlich 6,5 mm und die Nahtbreite 11 mm. Die HY-Naht wurde zweilagig geschweißt. Die Nahthöhe beträgt durchschnittlich 4,8 mm, die Nahttiefe 5,6 mm und die Nahtbreite beträgt 10 mm. Bei der Kehlnaht gibt es zwei unterschiedliche Versagensorte. Die Schweißnähte der ungeglühten Proben versagen entweder im Nahtübergang oder in der Wurzelkerbe. Die Schweißnähte der geglühten und der gestrahlten Proben versagen immer in der Wurzelkerbe. Betrachtet man die örtlichen Spannungen, so liegt zwischen den Spannungen der Wurzelkerbe und des Nahtübergangs eine Differenz von 10 %. Bei der HY-Naht liegt der Versagensort immer in der in der Wurzwelkerbe. Hier beträgt die Differenz der örtlichen Spannungen zwischen der Wurzelkerbe und dem Nahtübergang 20 %. Ergebnisse Flachproben: Die Flachproben sind aus dem Werkstoff S355 J2 G3 gefertigt. Zwei unterschiedliche Nahtgeometrien wurden untersucht. Die Kehlnaht wurde dreilagig geschweißt. Die Nahthöhe beträgt durchschnittlich 10 mm und die Nahtbreite 15 mm. Die HV-Naht wurde ebenfalls dreilagig geschweißt. Die Decklage hat eine Nahthöhe von durchschnittlich 4,5 mm und eine Nahtbreite von 12 mm. Die Gegenlage hat eine Nahthöhe von durchschnittlich 3 mm und eine Nahtbreite von 3 mm. Bei der Kehlnaht gibt es zwei Versagensorte, die gleichzeitig auftreten. Die Schweißnaht versagt immer in der Wurzelkerbe und der Grundwerkstoff versagt am Ort des geringsten Grundwerkstoffquerschnitts. Bei der HV-Naht liegt der Versagensort immer im Nahtübergang der Gegenlage.
Geschlossene Stahlprofile aus dem Schienenfahrzeugbau
2009
10 Seiten, 17 Bilder, 1 Tabelle
Conference paper
German
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Klebetechnik im Schienenfahrzeugbau
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