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Festlegung von Inspektionsintervallen für die zerstörungsfreie Prüfung von Radsatzwellen mit bruchmechanischen Bewertungsmethoden

Die regelmäßige Inspektion von Radsatzwellen mittels zerstörungsfreier Prüfmethoden ist ein wesentlicher Bestandteil für einen zuverlässigen und sicheren Betrieb im Schienenverkehr. Das Inspektionsintervall ist neben der Detektierbarkeit eines potentiellen Fehlers abhängig vom Fahrzeug, der Strecke, Passagieraufkommen sowie den Einsatzbedingungen. In der Vergangenheit wurden diese vielfach auf Basis von Betriebserfahrungen festgelegt. Da diese Festlegungen meist auf den Erfahrungen der Betreiber basiert und für neue Anwendungen schwer quantifizierbar sind, werden bruchmechanische Bewertungen auf Basis experimenteller Versuche und Rissfortschrittsberechnungen angewendet. Dabei wird ein initiierter Ermüdungsriss in der Radsatzwelle betrachtet und das Ermüdungsrisswachstum bis…

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Die regelmäßige Inspektion von Radsatzwellen mittels zerstörungsfreier Prüfmethoden ist ein wesentlicher Bestandteil für einen zuverlässigen und sicheren Betrieb im Schienenverkehr. Das Inspektionsintervall ist neben der Detektierbarkeit eines potentiellen Fehlers abhängig vom Fahrzeug, der Strecke, Passagieraufkommen sowie den Einsatzbedingungen. In der Vergangenheit wurden diese vielfach auf Basis von Betriebserfahrungen festgelegt. Da diese Festlegungen meist auf den Erfahrungen der Betreiber basiert und für neue Anwendungen schwer quantifizierbar sind, werden bruchmechanische Bewertungen auf Basis experimenteller Versuche und Rissfortschrittsberechnungen angewendet. Dabei wird ein initiierter Ermüdungsriss in der Radsatzwelle betrachtet und das Ermüdungsrisswachstum bis zu einer kritischen Risslänge bzw. -tiefe untersucht. Während experimentelle Rissfortschrittsversuche sehr zeit- und kostenintensiv sind, bieten bruchmechanische Berechnungsmodelle eine deutlich schnellere Möglichkeit, um das Ermüdungsrisswachstum in einer Radsatzwelle während des Betriebes bewerten und somit zuverlässige Prüfintervalle festzulegen zu können. Im Rahmen dieses Beitrags wird die Anwendung eines bruchmechanischen Berechnungsverfahrens zur Bewertung von Inspektionsintervallen basierend auf den Erkenntnissen des Forschungsvorhabens Eisenbahnfahrwerke 3 gezeigt. Dabei werden Dehnungsmessungen an Radsatzwellen als Ausgangsbasis der Beanspruchungen im Betrieb verwendet und mit Hilfe erweiterter Rissfortschrittsmodelle das Verhalten eines möglichen Ermüdungsrisses bruchmechanisch bewertet und eine Restlebensdauer berechnet. Diese ermittelte Restlebensdauer wird dann zur Festlegung der Prüfintervalle herangezogen.

Reference
BR-2024-342

Title
Festlegung von Inspektionsintervallen für die zerstörungsfreie Prüfung von Radsatzwellen mit bruchmechanischen Bewertungsmethoden
Author(s)
D. Simunek, J. Marx, J. Blaha
DOI
10.48447/BR-2024-342
Event
56. Tagung des DVM-Arbeitskreises Bruchmechanik und Bauteilsicherheit – Tagung 2024
Year of publication
2024
Publication type
conference paper (PDF)
Language
German
Keywords
Radsatzwelle,Bruchmechanik,Rissfortschritt,Zerstörungsfreie Prüfung