„PHYBAL“ – Kurzzeitverfahren zur Berechnung von Wöhlerkurven von Eisenbahnradstählen

Mechanische Spannung-Dehnung-Hysteresis-, Temperatur- und elektrische Widerstandsmessverfahren wurden zur Charakterisierung des Ermüdungsverhaltens des Eisenbahnradstahls R7 und des Vergütungsstahls 42CrMo4, die in Radsätzen Verwendung finden, genutzt. Die spannungsgeregelten Laststeigerungs- und Einstufenversuche wurden bei Raumtemperatur an servohydraulischen Schwingprüfsystemen durchgeführt. Die angewendeten Messverfahren beruhen auf verformungsinduzierten Veränderungen der Mikrostruktur im Werkstoffvolumen und beschreiben den aktuellen Ermüdungszustand. Auf der Basis von in einem Laststeigerungsversuch und zwei Einstufenversuchen ermittelten Ermüdungsdaten wurde die Lebensdauerberechnungsmethode „PHYBAL“ entwickelt. Mit nur drei Ermüdungsversuchen können Wöhlerkurven in sehr guter Übereinstimmung mit konventionell experimentell ermittelten Wöhlerkurven berechnet werden. Die mikrostrukturelle Charakterisierung mittels rasterelektronenmikroskopischer Untersuchungen ermöglicht die Interpretation der physikalischen Messdaten.