Spannungsintensitätsfaktoren für Risse in Schienen

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Spannungsintensitätsfaktoren für Risse in Schienen

Boudnitski, G. / Edel, K.O.

Um aus bruchmechanischen Analysen quantitative Schlußfolgerungen auf die Belastbarkeit und die Restnutzungsdauer rißgeschädigter Eisenbahnschienen ziehen zu können, müssen alle wesentlichen Spannungen, d.h. die dynamischen, zeitlich schnell veränderlichen Spannungen infolge der Radkräfte, die quasi-statischen, lang- oder mittelfristig veränderlichen Spannungen infolge der Einwirkung der Temperatur sowie die statischen Spannungen infolge des Verlegens und die in Schienen und Schienenschweißungen vorhandenen Eigenspannungen berücksichtigt werden. Im Beitrag werden dazu folgende Themen aufgezeigt: 1. Das Versagen von Schienen durch Rißausbreitung. 2. Idealisierung der Risse in Eisenbahnschienen. 3. Spannungsintensitätsfaktoren für das Schienenprofil R65: Relevante Einflußgrößen. Einfluß der Rißform und der Rißtiefe im Schienenkopf auf die Spannungsintensitätsfaktoren. Einfluß des Verschleißes und der Eigenspannungen auf die Spannungsintensitätsfaktoren für Kopfquerrisse. Spannungsintensitätsfaktoren für Fußquerrisse bei Zug und Biegung. Einfluß der Eigenspannung auf die Spannungsintensitätsfaktoren für Fußquerrisse. Spannungsintensitätsfaktoren für einen realen Kopfquerriß. Die Untersuchungen zeigen, daß mit Hilfe der FEM-Lösungen, die beispielhaft für das Profil R65 durchgeführt wurden, sich wesentlich mehr relevante Einflußgrößen berücksichtigen lassen als bei empirischen Untersuchungen anhand gerissener oder gebrochener Schienen.