Erforschung der von Drahtkontaktstellen ausgehenden Schädigung und deren Einflussnahme auf die Sicherheit bei laufenden hochfesten Seilen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Robert Schulz
• Fachliche Zuordnung: Konstruktion, Maschinenelemente, Produktentwicklung
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 454015252

• Erstellungsjahr: 2023

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Bei den beiden heute etablierten Methoden zur rechnerischen Ermittlung der Seillebensdauer kommt es zu Fehlabschätzungen mit überhöhter Lebensdauerprognose für Seile mit Drahtfestigkeiten größer 1960 MPa bei gleicher absoluter Belastung. In Wirklichkeit kann sich die Lebensdauer mit steigender Drahtfestigkeit reduzieren. Der Grund für die Fehlabschätzung wird in der bisherigen Vernachlässigung des unterschiedlichen Verformungsvermögens von Drähten und daraus hergestellten Seilen gesehen. Die bisherigen Methoden in der Seiltechnik sind spannungsbasiert und betrachten die wirkende Seilspannung im Vergleich mit der Nennfestigkeit als maßgeblich für das Ermüdungsverhalten. Ziel der Arbeit ist die Klärung der Lebensdauerunterschiede von Seilen. Dazu wurde die Seilermüdung auf Grundlage des Verformungsverhaltens in systematischen Untersuchungen bewertet. Der Zusammenhang zwischen dem Ermüdungsverhalten und Verformungsvermögen wurde zunächst von einzelnen Seildrähten unterschiedlicher Festigkeit systematisch erforscht und aufgezeigt. Die Ergebnisse bestätigen den maßgebenden Einfluss des Verformungsverhalten der verschiedenen Seildrähte auf deren Ermüdungsverhalten. Darauf aufbauend wurde in systematischen Untersuchungen an Seilen dieser Zusammenhang gleichermaßen bestätigt, wodurch die Unterschiede in der Lebensdauer zu erklären sind. Für die Bewertung der Lebensdauer von Seilen dient der Vergleich des Verformungsverhaltens durch eine Gegenüberstellung der Spannungs-Dehnungs-Kurven in normierter Darstellung, anhand denen sich das Ermüdungsverhalten bei gegebener Belastung einstufen lässt. Mit dem durchgeführten Forschungsprojekt wurde erstmalig ein umfassendes und grundlegendes Verständnis über den Einfluss des Verformungsvermögens auf die Ermüdungsdauer von Draht und Seil geschaffen. Ein methodisches Vorgehen als Grundlage einer neuen Methode um die Lebensdauer von Seilen unterschiedlicher Qualität bewerten und prognostizieren zu können wurde aufgezeigt.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• „Einfluss von Pressellipsen auf das Versagensverhalten hochfester Seildrähte. In: Ilmenauer Drahttag, 2019, pp. Einfluss von Pressellipsen auf das Versagensverhalten hochfester Seildrähte. In: Ilmenauer Drahttag, 2019, pp. 83-99“, 2019. ISBN-10: 3-938843-96-9
  W. Frick
  
• „Loss of breaking load of high-strength wires during transverse pressure. In: OIPEEC Conference – The Hague, 2019, pp. 247-264“, 2019. ISBN-13: 978-1- 7336004-0-8
  W. Frick,
  
• „On the assessment of the residual service life of fibre ropes in use. In: OIPEEC Conference – The Hague, 2019, pp. 35-50“, 2019.
  A. Frick; W. Frick & G. Novak
  
• „Den Fasertyp bei Faserseilen identifizieren - Teil 1“, f+h Fördern und Heben, Nr. 07-08, Juli 2021.
  A. Frick; W. Frick & R. Schulz
  
• „Den Fasertyp bei Faserseilen identifizieren - Teil 2“, f+h Fördern und Heben, Nr. 09, Sep. 2021
  A. Frick; W. Frick & R. Schulz
  
• „Seildehnung als Ermüdungsursache?!“, Technische Logistik Hebezeuge Fördermittel, Huss-Medien GmbH, Nr. 07–08, Juli 2021.
  A. Frick; W. Frick & R. Schulz
  
• „A new method for evaluating the service life of steel wire ropes of different wire strength“, in Proceedings of OIPEEC Conference 2022 and 7th International Stuttgart Ropedays, Stuttgart, Sep. 2022, S. 1–21. ISBN-13: 978-1-7336004-1-5
  W. Frick
  
• „Rope deformation as the cause of fatigue in running ropes“, in Proceedings of OIPEEC Conference 2022 and 7th International Stuttgart Ropedays, 2022, S. 55–73. ISBN-13: 978-1-7336004-1-5
  A. Frick; W. Frick & R. Schulz