@misc{Edel2017, author = {Edel, Karl-Otto}, title = {Aus der Rollkontakterm{\"u}dung resultierende Lebensdauer von Eisenbahnschienen}, series = {Eisenbahnwesen-Seminar / Technische Universit{\"a}t Berlin, Institut f{\"u}r Land- und Seeverkehr (ILS), 12. Juni 2017}, journal = {Eisenbahnwesen-Seminar / Technische Universit{\"a}t Berlin, Institut f{\"u}r Land- und Seeverkehr (ILS), 12. Juni 2017}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:522-opus4-18721}, pages = {37}, year = {2017}, abstract = {Inhalt 1. Verschleißbedingte Lebensdauer von Eisenbahnschienen 1 2. Die Lebensdauer rißgesch{\"a}digter Eisenbahnschienen in Praxis und Theorie 2 3. Head Checks ‒ Squats ‒ Belgrospis 6 4. Erfahrungen zum Ausbreitungsverhalten von Rollkontakterm{\"u}dungsrissen 8 5. Zur „hydraulischen Sprengwirkung" der im Riß eingeschlossenen Fl{\"u}ssigkeit 9 6. Experimentelle Untersuchungen zur koplanaren Rißausbreitung 11 7. Monte-Carlo-Simulation der Rißausbreitung 13 8. Auspr{\"a}gung der Risse im kaltverformten perlitischen Gef{\"u}ge 19 9. H{\"a}rteuntersuchungen an Squats und ihren Rißverzweigungen 24 10. Weg und Richtungs{\"a}nderung der Erm{\"u}dungsrisse 25 11. Zusammenfassung und Schlußfolgerungen 31 12. Literatur 33}, language = {de} } @inproceedings{Edel2017, author = {Edel, Karl-Otto}, title = {Aus Schaden wird man klug! Zwei Jahrhunderte Bem{\"u}hungen um die Sicherheit des Schienenverkehrs}, series = {LIF, Leipziger Instandhaltungsforum, 8./9. November 2017}, booktitle = {LIF, Leipziger Instandhaltungsforum, 8./9. November 2017}, publisher = {Leipziger Instandhaltungsforum}, address = {Leipzig}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:522-opus4-19443}, year = {2017}, abstract = {6. Res{\"u}mee Der vorstehend dargelegte Parforce-Ritt durch die Geschichte des Eisenbahnwesens mit spezieller Betrachtung von ausgew{\"a}hlten Schadensf{\"a}llen und aus ihnen abgeleiteter Schlußfolgerungen zeigt, daß aus Schadensf{\"a}llen sehr wohl Erkenntnisse abgeleitet werden k{\"o}nnen, um k{\"u}nftig Sch{\"a}den zu verh{\"u}ten. Sowohl der Wissenschaft und ihren Repr{\"a}sentanten als auch den Verantwortungstr{\"a}gern im Eisenbahnwesen f{\"a}llt hierbei naturgem{\"a}ß eine bedeutsame Rolle zu. Daß Entscheidungen und Vorgaben „aus h{\"o}herer Warte" mitunter zu Fehlleistungen f{\"u}hren k{\"o}nnen, dokumentierte der Wunsch nach der Realisierung der „bew{\"a}hrten Fischbauchform" f{\"u}r die von Birkinshaw gewalzten Schienen. Daß Vorgaben von h{\"o}herer Stelle aber auch positive und lange anhaltende Wirkungen haben k{\"o}nnen, hatte sich 1975 in Kirchm{\"o}ser gezeigt durch die damals angeregte Befassung des neuen Mitarbeiters mit Rissen und Br{\"u}chen im Bereich des Eisenbahnwesens auf der Grundlage der Bruchmechanik. Daß mit der wissenschaftlichen Analyse von Schadensf{\"a}llen und den daraus zu ziehenden Schlußfolgerungen nicht immer so umgegangen wird, wie es im Interesse der Gesellschaft mit der ethischen Verantwortung der Wissenschaft f{\"u}r Menschenleben und die Verhinderung materieller Sch{\"a}den angemessen sein sollte, zeigt u.a. die Rezension von Pusch zu dem Buch „Einf{\"u}hrung in die bruchmechanische Schadensbeurteilung" [50]: „Neben einer Vielzahl von Beispielen f{\"u}r die erfolgreiche bruchmechanische Bauteilbewertung unter Einbeziehung von Rissen bzw. riß{\"a}hnlicher Spannungskonzentrationsstellen sowie der Werkstoffentwicklung und dem beanspruchungsgerechten Werkstoffeinsatz ist hierbei auch die Analyse von Schadensf{\"a}llen und die Ableitung von Maßnahmen f{\"u}r die Schadensverh{\"u}tung von {\"o}konomischer und {\"o}kologischer Bedeutung. Der letztgenannte Anwendungsbereich, im Schrifttum h{\"a}ufig aus vereinbarter Vertraulichkeit unterrepr{\"a}sentiert, ist Gegenstand des vorliegenden Titels, wobei der Autor an einer Vielzahl von anschaulich erl{\"a}uterten Beispielen bruchmechanischer Schadensfallanalysen auf eigene Arbeiten als Forscher und Hochschullehrer verweisen kann." Konstatiert werden muß, daß der Umgang mit Schadensf{\"a}llen und ihrer wissenschaftlichen Aufarbeitung im Ausland - erinnert sei an dieser Stelle an die spektakul{\"a}ren Eisenbahnbetriebsunf{\"a}lle von Woodlawn bei Marshall (Texas, USA) am 12. November 1983 und bei Hatfield nahe London (Großbritannien) am 17. November 2000 - wesentlich offener, unvoreingenommener und letztlich effektiver ist als in Deutschland. Gutachten werden hierzulande zur Monopolisierung der Wissenschaft genutzt, was - unabh{\"a}ngig, ob institutionell oder individuell veranlaßt, - mit Fug und Recht als eine spezielle Art wissenschaftlichen Fehlverhaltens zu disqualifizieren ist. Nicht auszuschließen ist, daß sich die Wissenschaft durch ihre Repr{\"a}sentanten auf Irrwege begibt, wie es aus der Vergangenheit bekannt ist, als Otto von Guericke und Gottfried Wilhelm Leibniz aufgefundene Knochen als zu einem Einhorn geh{\"o}rig interpretierten [51]. Ein {\"a}hnlicher Irrtum ist es wohl, wenn bei der Rollkontakterm{\"u}dung von Eisenbahnschienen dem in die Risse eingedrungenen Wasser eine hydraulische Sprengwirkung zugeschrieben wird, die f{\"u}r die weitgehend gradlinige Rißausbreitung verantwortlich sein soll bei vollst{\"a}ndiger Vernachl{\"a}ssigung der durch die Rollkontaktbeanspruchung ge{\"a}nderten Eigenschaften des Schienenstahls.K{\"o}nnen die Darlegungen als Anregung zum Befassen mit der technischen Vergangenheit aufgefaßt werden, so sollte aus der Sicht des dargelegten wissenschaftlichen Bet{\"a}tigungsfeldes, der Bruchmechanik, gezeigt werden, daß mit Hilfe bruchmechanischer Analysen die Ursachen aufgetretener Sch{\"a}den gekl{\"a}rt werden k{\"o}nnen, sei es f{\"u}r die Lebensdauer rißgesch{\"a}digter Bauteile, f{\"u}r die Gef{\"a}hrlichkeit von Rissen oder welche Maßnahmen dazu gef{\"u}hrt h{\"a}tten, den Bruch zu vermeiden. Kann auf diese Weise die Verantwortlichkeit f{\"u}r aufgetretene Sch{\"a}den gekl{\"a}rt werden, so ist es doch wichtiger, k{\"u}nftig {\"a}hnliche Sch{\"a}den zu vermeiden! Was aus den vorstehenden Darlegungen aber auch abgeleitet werden kann, ist die Erkenntnis, daß die Entwicklung der technischen Wissenschaften nicht ausschließlich im Selbstlauf erfolgt, sondern mitunter in starkem Maße auch durch Schadensf{\"a}lle und durch Pers{\"o}nlichkeiten, die sich der L{\"o}sung der Problematik annehmen, vorangetrieben wird.}, language = {de} } @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} } @misc{BoudnitskiEdel1998, author = {Boudnitski, Grigori and Edel, Karl-Otto}, title = {Oberfl{\"a}chendefekte im Scheibenbereich: Abschlußbericht zum DFG-Projekt}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:522-opus-193}, year = {1998}, abstract = {Im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogramms „Systemdynamik und Langzeitverhalten von Fahrwerk, Gleis und Untergrund" wurde das Thema „Analyse und Bewertung des Verhaltens rißartiger Oberfl{\"a}chendefekte im Scheibenbereich von Eisenbahnvollr{\"a}dern mit den Metho-den der probabilistischen Bruchmechanik" behandelt. Der Abschlußbericht zu dem Projekt, das im Zeitraum von 1995 bis 1997 von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gef{\"o}rdert wurde, ist an der Fachhochschule in Brandenburg an der Havel im April 1998 fertiggestellt worden. Wiederverwendbare Eisenbahnvollr{\"a}der von G{\"u}terwagen, die aus dem Vollradstahl BV1 her-gestellt wurden, zeigen in einigen F{\"a}llen das Vorhandensein von Oberfl{\"a}chenfehlern in Form von {\"U}berwalzungen im Bereich der Radscheibe. Analysiert und bewertet wurde im Interesse der Betriebssicherheit das Dauerfestigkeitsverhalten sowie das Rißwachstumsverhalten von Erm{\"u}dungsrissen, die von solchen {\"U}berwalzungen ausgehen. Um den Einfluß der Streubreite der wesentlichen Parameter der Beanspruchung und der Beanspruchbarkeit auf die Dauerfes-tigkeit und die zyklische Rißausbreitung erfassen und die f{\"u}r die Betriebssicherheit erforderli-chen zul{\"a}ssigen Riß- bzw. Defektgr{\"o}ßen festlegen zu k{\"o}nnen, sind die bruchmechanischen Analysen als Monte-Carlo-Simulation gestaltet worden. Ziel der Analysen war es, zul{\"a}ssige Defektgr{\"o}ßen f{\"u}r die zerst{\"o}rungsfreie Bauteilpr{\"u}fung bei Gew{\"a}hrleistung der Dauerfestigkeit der mit {\"U}berwalzungen behafteten Vollr{\"a}der auf wissenschaftlich fundierter Basis abzuleiten, da praktische Erfahrungen mit derartigen Defekten nicht vorlagen.}, subject = {Eisenbahn ; Fahrwerk ; Werkstoffkunde ; Besch{\"a}digung ; Bruchmechanik}, language = {de} } @inproceedings{EdelBoudnitski1997, author = {Edel, Karl-Otto and Boudnitski, Grigori}, title = {Fracture mechanical analysis of railway wheels with rolling defects}, series = {Fatigue design of components :this volume represents a selection of papers presented at the Second International Symposium on Fatigue Design, FD' 95, held in Helsinki, Finland on 5 - 8 September, 1995}, booktitle = {Fatigue design of components :this volume represents a selection of papers presented at the Second International Symposium on Fatigue Design, FD' 95, held in Helsinki, Finland on 5 - 8 September, 1995}, editor = {Marquis, Gary B.}, publisher = {Elsevier}, address = {Amsterdam ; New York}, isbn = {0-08-043318-9}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:522-opus-204}, year = {1997}, abstract = {Reusable solid wheels manufactured of the old steel BV1 (nearly equivalent to the solid or monobloc wheel steel R1 according to the new nomenclature) show in some cases rolling defects on the surface of the wheel disc. The fatigue behaviour of such defects is analysed by means of the linear-elastic fracture mechanics and Monte Carlo simulation and assessed to be able to derive the allowable defect size for the non-destructive testing. This paper was firstly presented at the Second International Symposium on Fatigue Design FD'95, held in Helsinki (Finland) on 5 - 8 September 1995. The complete research report is published under the title „Oberfl{\"a}chendefekte im Scheibenbereich" (Manufacturing surface defects in the disc area of solid wheels). The research work was sponsored by the Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG).}, subject = {Eisenbahn ; Fahrwerk ; Besch{\"a}digung ; Bruchmechanik}, language = {en} }