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Detailergebnis zu DOK-Nr. 57664

Anwendung der Verlustenergie zur Ermittlung der Dauerfestigkeitsgrenze (Orig. engl.: Application of the dissipated energy concept in fatigue endurance limit testing)

Autoren	S.H. Carpenter S. Shen
Sachgebiete	11.1 Berechnung, Dimensionierung, Lebensdauer

Washington, D.C.: Transportation Research Board (TRB), 2005 (Transportation Research Record (TRB) H. 1929) S. 165-173, 6 B, 4 T, 24 Q

Für Asphaltschichten (Heißasphalt) wird eine Dauerfestigkeitsgrenze als existent vorausgesetzt. Mit den üblichen Untersuchungsmethoden und phänomenologischen Näherungslösungen kann diese Grenze nicht ermittelt werden, indem Ermüdungsversuche bei niedrigen Dehnungen nahe der Dauerfestigkeitsgrenze durchgeführt werden. Wird die Verlustenergieänderungsrate in Abhängigkeit von der Lastwechselzahl aufgetragen, kann die sich daraus ergebende Kurve, abhängig von der Zunahme der Lastwechselzahl, in drei typische Stadien eingeteilt werden: (1) Stadium der dramatischen Abnahme, (2) Plateau-Stadium oder Stadium konstanter Veränderung und (3) Stadium dramatischer Zunahme der Verlustenergieänderungsrate. Das Plateau-Stadium ergibt sich unabhängig von den Dehnungs-Schädigungsniveaus, den Mischgutzusammensetzungen, den Beanspruchungsbedingungen und anderen Versuchsbedingungen und definiert die Dauerfestigkeitsgrenze. Die Ermittlung der Dauerfestigkeitsgrenze mit Hilfe üblicher Ermüdungsversuche erfordert eine extrem lange Versuchsdauer. Die vorgestellte Studie verwendet das Plateau-Stadium, um die Dauerfestigkeitsgrenze mit dem Ziel zu erforschen, verkürzte Laboruntersuchungen zu ermöglichen. Statistische Analysen zeigen, dass mit verkürzten Versuchen das Plateau-Stadium mit hinreichender Genauigkeit vorhergesagt werden kann. Mit der entwickelten Vorhersage lässt sich die extrem hohe Ermüdungsfestigkeit bei geringen Dehnungsbeanspruchungen vorhersagen, ohne dass dafür Probekörper mit Millionen von Lastwechseln beansprucht werden müssen.