@misc{SchnitzerEdel2006, author = {Schnitzer, Thomas and Edel, Karl-Otto}, title = {Fracture mechanical analysis and assessment of the extension of rolling contact fatigue cracks in railway rails}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:522-opus-69}, year = {2006}, abstract = {Rolling contact fatigue generates cracks on the running surface of high strength railway rails which grow under a small angle into the rail head. These cracks can cause in its last stage the fracturing of the rail. The crack extension behaviour is - as the origin of these cracks too - influenced by the cold working of the rail steel. The crack growth in the first stage is fracture mechanically analyzed by means of two-dimensional modelling. The simulation results are assessed for the use of rail grinding. A criterion for the change of the crack growth direction could not be derived, but the following stages of the crack growth in the transverse direction and the final fracture and the conditions for secondary fractures are considered. Rolling contact fatigue generates cracks on the running surface of high strength railway rails which grow under a small angle into the rail head. These cracks can cause in its last stage the fracturing of the rail. The crack extension behaviour is - as the origin of these cracks too - influenced by the cold working of the rail steel. The crack growth in the first stage is fracture mechanically analyzed by means of two-dimensional modelling. The simulation results are assessed for the use of rail grinding. A criterion for the change of the crack growth direction could not be derived, but the following stages of the crack growth in the transverse direction and the final fracture and the conditions for secondary fractures are considered.}, subject = {Eisenbahnschiene}, language = {en} } @misc{SchnitzerEdelBohne2004, author = {Schnitzer, Thomas and Edel, Karl-Otto and Bohne, Ina}, title = {Fahrfl{\"a}chensch{\"a}den}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:522-opus-334}, year = {2004}, abstract = {In der Fachliteratur wurde mehrfach versucht, die durch Rollkontakterm{\"u}dung hervorgerufenen Schienenfehler bruchmechanisch zu analysieren, wobei zufriedenstellende L{\"o}sungen offensichtlich nicht gefunden wurden. Die eigenen bruchmechanischen Analysen wurden bei Ber{\"u}cksichtigung der Kaltverformung des Schienenmaterials durchgef{\"u}hrt, wodurch die Materialeigenschaften nicht mehr isotrop, sondern orthotrop und abh{\"a}ngig vom Grad der Kaltverformung sind. Die bruchmechanischen Rißausbreitungsanalysen wurden unter der konservativen Annahme eines geneigten Einzelrisses bei zweidimensionaler Idealisierung durchgef{\"u}hrt. Hinsichtlich der Beanspruchung wurde angenommen, daß die Schiene an der Fahrfl{\"a}che biege-druck- und kontakt-beansprucht ist. Die bruchmechanischen Analysen wurden als Monte-Carlo-Simulation gestaltet, wobei die bruchmechanischen Rißwachstumseigenschaften in Abh{\"a}ngigkeit der jeweils erreichten Rißtiefe ber{\"u}cksichtigt wurden. Aus dem Streufeld der simulierten Rißausbreitungskurven wurde als repr{\"a}sentativ diejenige Kurve genommen, der eine Rißwachstumsgeschwindigkeit von 90\% zugeschrieben wurden kann. Diese repr{\"a}sentative Rißwachstumskurve wurde modifiziert, um letztlich eine Kurve zur Bewertung der sich entwickelnden Rollkontakterm{\"u}dungsrisse abzuleiten. Die Analysen f{\"u}r die Head Checks und die Squats unterscheiden sich nur durch unterschiedliche Rißneigungswinkel, die f{\"u}r Head Checks im Mittel 16,4°, f{\"u}r Squats im Mittel 10,1° betragen. Um das bruchmechanische Problem der Ausbreitung der Rollkontakt-Erm{\"u}dungsrisse umfassend zu betrachten, sind auch Analysen und Bewertungen f{\"u}r Risse vorgenommen worden, die aus der geneigten Richtung in den Querschnitt der Schiene umgeschlagen sind. Der Querriß wird idealisiert mit einer geraden, horizontalen Rißfront, wobei anders als bei den Rollkontakt-Erm{\"u}dungsrissen die Temperaturbeanspruchung f{\"u}r das Rißwachstum wesentlich ist. Angesichts des Umstandes, daß Head Checks in großer Zahl hintereinander auftreten, und daß eine dann gebrochene Schiene bei der weiteren Beanspruchung durch die Fahrzeuge weitere Br{\"u}che zur Folge hat, ist ebenfalls analysiert worden, wie tief die Risse sein m{\"u}ssen, die zu derartigen Folgebr{\"u}chen f{\"u}hren. Die an der Fachhochschule Brandenburg durchgef{\"u}hrten bruchmechanischen Untersuchungen wurden finanziert von der Dr. Hermann und Ellen Klaproth-Stiftung und von der Deutschen Bahn AG betreut. Beiden Institutionen sei an dieser Stelle herzlich gedankt.}, subject = {Eisenbahnschiene ; Besch{\"a}digung ; Bruchmechanik}, language = {de} }