Experimentelle und numerische Untersuchungen des Ermüdungsrissverhaltens und der Kerbwirkung an Traktorrädern

Die Schwerpunkte dieser Dissertation umfassen Untersuchungen der Ursachen und Mechanismen des Ermüdungsrisswachstums an Traktorradschüsseln. Mithilfe eines in ABAQUS umgesetzten XFEM-Simulationsmodells werden der Entstehungsort des Ermüdungsrisses sowie das zyklische Risswachstum berechnet und der Risspfad vorhergesagt. Darüber hinaus wird das untersuchte Schadensbild mit einem servohydraulischen Prüfstand an Traktorrädern reproduziert. Als Hauptursache wird die umlaufende Biegebeanspruchung identifiziert. Einen weiteren Schwerpunkt der Arbeit bilden die experimentellen Untersuchungen einzelner Effekte mit Flachproben. Es wird gezeigt, dass Schraubverbindungen den zyklisch wachsenden Ermüdungsriss in seiner Ausbreitungsrichtung beeinflussen oder das Risswachstum sogar behindern können. Weiterhin wird mit den Experimenten gezeigt, dass das Einlaufen von Ermüdungsrissen in Bohrungen und insbesondere in Langlöcher zu erheblichen Lebensdauererhöhungen führt.

Die vorliegende Arbeit entstand während der Tätigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter und Doktorand am Institut für Maschinenelemente, Konstruktion und Fertigung (IMKF) der Technischen Universität Bergakademie Freiberg.