Prüfeinrichtung zur Durchführung von Ermüdungsversuchen im Bereich hoher Lastwechsel

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In vielen Anwendungsbereichen sind Bauteile, Maschinen oder Verkehrsmittel mit mehr als 107 Lastwechseln belastet. Beispielsweise sind Radsatzwellen und Eisenbahnräder innerhalb von wenigen Jahren nicht selten 109 Lastwechseln ausgesetzt. Bei diesen hohen Lastwechseln ist die seit den Untersuchungen von Wöhler definierte Dauerfestigkeitsgrenze nicht immer gegeben, d. h. trotz Spannungen unterhalb der Dauerfestigkeit treten bei 108 und mehr Lastwechseln Ermüdungsbrüche auf. Um jedoch Erklärungen, Beschreibungen oder Lösungsansätze zu finden, sind experimentelle Untersuchungen erforderlich, die mit konventioneller Prüftechnik nicht in vertretbaren Prüfzeiten erzielbar sind. Die am Lehrstuhl für Strukturmechanik vorhandenen servohydraulischen Prüfmaschinen können aufgrund der notwendigen Wegamplituden mit einer Frequenz von ca. 40-50 Hz betrieben werden. Dies würde für eine im UHCF-Bereich erforderliche Schwingspielzahl von 109 Lastwechseln für ein Versuchsergebnis eine Versuchsdauer von 231,5 Tagen bedeuten. Unter Einsatz der beantragten Prüfeinrichtung kann diese auf 0,6 bis 6 Tage, je nach Puls- Pause-Zyklus zur Gewährleistung einer etwa konstanten Probentemperatur, reduziert werden. Dadurch werden auch neue wissenschaftliche Felder mit neuen Messmethoden z.B. hinsichtlich der Ermittlung des Schwellenwertes gegen Ermüdungsrissausbreitung oder variabler Amplitudenbelastung im thresholdnahen Bereich, eröffnet.