TY - GEN A1 - Schnitzer, Thomas A1 - Edel, Karl-Otto T1 - Fracture mechanical analysis and assessment of the extension of rolling contact fatigue cracks in railway rails N2 - 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. KW - Eisenbahnschiene KW - Schadensmechanik Y1 - 2006 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:522-opus-69 ER - TY - GEN A1 - Schnitzer, Thomas A1 - Edel, Karl-Otto A1 - Bohne, Ina T1 - Fahrflächenschäden N2 - In der Fachliteratur wurde mehrfach versucht, die durch Rollkontaktermüdung hervorgerufenen Schienenfehler bruchmechanisch zu analysieren, wobei zufriedenstellende Lösungen offensichtlich nicht gefunden wurden. Die eigenen bruchmechanischen Analysen wurden bei Berücksichtigung der Kaltverformung des Schienenmaterials durchgeführt, wodurch die Materialeigenschaften nicht mehr isotrop, sondern orthotrop und abhängig vom Grad der Kaltverformung sind. Die bruchmechanischen Rißausbreitungsanalysen wurden unter der konservativen Annahme eines geneigten Einzelrisses bei zweidimensionaler Idealisierung durchgeführt. Hinsichtlich der Beanspruchung wurde angenommen, daß die Schiene an der Fahrfläche biege-druck- und kontakt-beansprucht ist. Die bruchmechanischen Analysen wurden als Monte-Carlo-Simulation gestaltet, wobei die bruchmechanischen Rißwachstumseigenschaften in Abhängigkeit der jeweils erreichten Rißtiefe berücksichtigt wurden. Aus dem Streufeld der simulierten Rißausbreitungskurven wurde als repräsentativ diejenige Kurve genommen, der eine Rißwachstumsgeschwindigkeit von 90% zugeschrieben wurden kann. Diese repräsentative Rißwachstumskurve wurde modifiziert, um letztlich eine Kurve zur Bewertung der sich entwickelnden Rollkontaktermüdungsrisse abzuleiten. Die Analysen für die Head Checks und die Squats unterscheiden sich nur durch unterschiedliche Rißneigungswinkel, die für Head Checks im Mittel 16,4°, für Squats im Mittel 10,1° betragen. Um das bruchmechanische Problem der Ausbreitung der Rollkontakt-Ermüdungsrisse umfassend zu betrachten, sind auch Analysen und Bewertungen für 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-Ermüdungsrissen die Temperaturbeanspruchung für 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 Brüche zur Folge hat, ist ebenfalls analysiert worden, wie tief die Risse sein müssen, die zu derartigen Folgebrüchen führen. Die an der Fachhochschule Brandenburg durchgeführten 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. KW - Eisenbahnschiene ; Beschädigung ; Bruchmechanik Y1 - 2004 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:522-opus-334 ER - TY - CHAP A1 - Schnitzer, Thomas A1 - Edel, Karl-Otto T1 - Analyse und Bewertung der Ausbreitung von Rollkontakt-Ermüdungsrissen in Eisenbahnschienen T2 - In: 37. Tagung des DVM-Arbeitskreises Bruchvorgänge : Technische Sicherheit, Zuverlässigkeit und Lebensdauer ; Themenschwerpunkt: Bruchmechanische Schadensanalyse ; 22. und 23. Februar 2005 an der TU Hamburg-Harburg / Obmann des Arbeitskreises: Meinhard Kuna. - Berlin : DVM, 2005. - (DVM-Bericht / Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung, ISSN 1434-257X ; 237) Y1 - 2005 SP - 109 EP - 124 ER - TY - CHAP A1 - Edel, Karl-Otto A1 - Boudnitski, Grigori A1 - Schnitzer, Thomas T1 - Schienenfehler und ihre bruchmechanische Behandlung T2 - In: 33. Tagung des DVM-Arbeitskreises Bruchvorgänge, 20. und 21. Februar 2001 in Paderborn : Themenschwerpunkt: Anwendungen der Bruch- und Schädigungsmechanik / DVM, Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung e.V.Obmann des Arbeitskreises: H. A. Richard. - Berlin : DVM, 2001. - (DVM-Bericht / Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung, ISSN 1434-257X ; 233) Y1 - 2001 SP - 163 EP - 180 ER -