Beanspruchung stehender Drahtseile - Berechnung mit der Finite-Elemente-Methode und Verwendung der Ergebnisse für die Lebensdauerberechnung von Seilen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Karl-Heinz Wehking
• Fachliche Zuordnung: Konstruktion, Maschinenelemente, Produktentwicklung
• Förderung: Förderung von 2007 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 33934099

Drahtseile sind als „stehende Seile“ in Brücken, Fassaden, Dachabspannungen und Flächentragwer-ken eingesetzt und sind vorwiegend einer Zugschwellbelastung ausgesetzt. Die Lebensdauer stehen-der Seile ist von Seilparametern und der Belastung abhängig. In Serien von Zugschwellversuchen am IFT konnte in den letzten Jahren gezeigt werden, dass die Lebensdauer verschiedener Konstruktionen bei sonst gleichen Versuchsbedingungen stark unterschiedlich sind. Durch Experimente und über die nur mit starken Einschränkungen durchführbare analytische Berechnung der Spannung in den Drähten kann dieses unterschiedliche Verhalten nicht erklärt werden. Ohne die Kenntnis der Beanspruchungen im Seilinneren, insbesondere an den Kontaktstellen der Drähte, fehlt daher ein wichtiger Baustein zum grundlegenden Verständnis des Versagensverhaltens von Seilen und zur Quantifizierung der Einflüsse verschiedener Seilparameter. Im beantragten Forschungsprojekt sollen erstmals zwei häufig als stehende Seile eingesetzte Seilkonstruktionen mit der Finite-Elemente-Methode berechnet und mit der Analyse der Beanspruchungen ein grundlegendes Verständnis für den Spannungsverlauf im gesamten Seil, d.h. auch über die Drahtquerschnitte hinweg unter verschiedenen Parametern geschaffen werden. Mit diesen neu gewonnenen Erkenntnissen wird ein Modell zur Berechnung der Lebensdauer von Seilen entwickelt, das sich von der heutigen, rein empirisch gewonnenen Methode zur Lebensdauerberechnung durch die Berücksichtigung der vorliegenden Spannungsverhältnisse und der Drahtschwingfestigkeit wesentlich unterscheidet.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen