Ermüdungsverhalten von Faserverbundwerkstoffen in Luftfederbälgen


Luftfederbälge in Schienenfahrzeugen, die aus Faserverbundwerkstoffen mit Gummimatrix bestehen, sind einer Vielzahl von Belastungen ausgesetzt. Ein fundiertes Verständnis des Ermüdungsverhaltens dieses Werkstoffs ist entscheidend für die Optimierung der Lebensdauer. In diesem Fachartikel wird eine Methodik zur Bewertung der Ermüdungsfestigkeit anhand von Probenuntersuchungen vorgestellt. Dabei werden spezifische Belastungsszenarien analysiert, die zu dem Versagensmechanismus Delaminationen führen. Eine umfassende Schadensanalyse der Probe wird mit Hilfe der Mikrocomputertomographie durchgeführt, um die Anwendbarkeit der Ergebnisse zu gewährleisten. Nach der statistischen Auswertung wird die Übertragbarkeit der Probenversuche auf das Bauteil anhand eines lokalen Berechnungsansatzes validiert. Die Auswertung der Ergebnisse zeigt eine gute Übereinstimmung zwischen dem Modell und den experimentellen Bauteilversuchen mit einem Korrelationskoeffizienten von R ²=0,84.