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Detailergebnis zu DOK-Nr. 51411

Numerische Methodik für Ermüdungsuntersuchungen: Anwendung (Orig. engl.: Numerical methodology in fatigue analysis: Applications)

Autoren	L. Raad T. Zhang
Sachgebiete	11.1 Berechnung, Dimensionierung, Lebensdauer

Journal of Transportation Engineering 127 (2001) Nr. 1, S. 59-66, 15 B, 1 T, 10 Q

Das Ermüdungsverhalten von drei unterschiedlichen Baustoffen wurde mittels der numerischen Methodik anhand eines simulierten Ermüdungsrisswachstums unter zyklischer Belastung untersucht. Zur Anwendung kamen ein A533B-Stahl, ein zementverfestigter Boden und ein Asphaltbeton. Die Abmessungen des Stahlprobekörpers entsprachen dem STM E 399-74. Eine gute Übereinstimmung konnte zwischen der numerischen Vorhersage der Ermüdungsrisswachstumsrate des Stahles bei einer Temperatur von 93 °C und den vorhandenen, bei einer Temperatur von 36,1 °C experimentell ermittelten Werten des gleichen Materials festgestellt werden. Beim zementverfestigten Boden wurde die numerische Methodik mit den Ergebnissen eines 4-Punkt-Biegeversuches an prismatischen Probekörpern überprüft. Sowohl der Reibungswinkel als auch die Kohäsion des Baustoffes haben einen Einfluss auf das Ermüdungsverhalten, wobei der Einfluss der Kohäsion größer zu sein scheint. Eine gute Übereinstimmung wurde festgestellt für die numerisch vorhergesagte und experimentell bestimmte Abhängigkeit zwischen der Nennspannung und der Anzahl der Lastwiederholungen (S-N-Kurve). Das Ermüdungsverhalten des Asphaltbetons wurde ebenfalls am 4-Punkt-Biegeversuch mit prismatischen Probekörpern überprüft. Die S-N-Kurve wurde für Temperaturen von -12,2 °C und +20 °C erstellt. Ein Vergleich der numerischen Ergebnisse mit den vorhandenen Werten der Ermüdungsuntersuchungen zeigt eine sehr gute Übereinstimmung.