Bewertung der Anwendbarkeit lokaler Festigkeitskonzepte zur Auslegung schwingbeanspruchter Bauteile im Schienenfahrzeugbau

摘要

Im Rahmen eines durch die AiF ueber den DVS im Rahmen des Forschungsclusters "Anwendbarkeit von Festigkeitskonzepten fuer schwingbelastete geschweisste Bauteile" gefoerderten Projektes werden oertliche Konzepte auf ihre Anwendbarkeit auf offene Profilstrukturen hin untersucht. Gegenstand der Untersuchungen ist eine Quertraegeranbindung aus dem Untergestell eines Wagenkastens. Unterschiedliche Profilquerschnitte und -formen sowie unterschiedliche Blechdicken fuehren zu einem Versatz in den Schwerpunktlinien der Profile und damit zu deutlichen Beanspruchungserhoehung im Bereich der Anschluesse. Als Werkstoff werden ein S355J2G3 sowie ein S500MC in den Wandstaerken von 3 mm bzw. 4 mm eingesetzt. Die Traeger werden hauptsaechlich mit HY-Naehten sowie Kehlnaehten mit dem MAG-Verfahren manuell verschweisst. Die Bauteile und geeignete Detailproben, welche die versagenskritischen Bauteilbereiche abbilden, wurden im Vorfeld einer Schwingfestigkeitspruefung mit konstanter Amplitude unterzogen. Die Detailproben dienen dabei als Grundlage zur Anwendung und Bewertung der verschiedenen Konzepte zur Lebensdauerabschaetzung. Eine rechnerische Bestimmung von Nenn-, Struktur- und Kerbspannungen erfolgt mit Hilfe einer geeigneten FEModellierung. Die so ermittelten Beanspruchungen werden mit den Ergebnissen einer experimentellen, mittels Dehnungsmessstreifen durchgefuehrten Beanspruchungsanalyse verglichen.