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Der hier vorliegende Beitrag beschreibt erste Untersuchungsergebnisse mit der Finite-Elemente-Methode (FEM) zur Entlastung der Kerbspannungen an Getriebewellen mit Durchdringungskerben. Es handelt sich bei den Kerben um eine Umlaufnut mit überlagerter Querbohrung und um einen Wellenabsatz mit überlagerter Querbohrung. Die neu entwickelte Entlastungskerbe erweitert die üblichen Möglichkeiten zur Entlastung von Durchdringungskerben und ermöglicht bedeutende Spannungsreduktionen bis etwa 48% bei Biegung oder Zug/Druck. Die Entlastung bei Torsionsbelastung beträgt maximal etwa 18%. Es wurden Spannungsdiagramme der variierten Entlastungsnutparameter erstellt und Formeln zur näherungsweisen Berechnung der zu erwartenden Spannungen in der Durchdringungskerbe und in der Entlastungsnut ermittelt, zudem werden Empfehlungen zur Gestaltung der Entlastungskerbe gegeben. Dieser Beitrag bietet eine Grundlage zur weiteren Untersuchung zum Thema „räumliche Durchdringungskerben“ und deren Entlastung.
In this paper, the correlation of the cyclic J-integral, ΔJ, and the cyclic crack-tip opening displacement, ΔCTOD, is studied in the presence of crack closure to assess the question if ΔJ describes the crack-tip opening displacement in this case. To this end, a method is developed to evaluate ΔJ numerically within finite-element calculations. The method is validated for an elastic–plastic material that exhibits Masing behavior. Different strain ranges and strain ratios are considered under fully plastic cyclic conditions including crack closure. It is shown that the cyclic J-integral is the parameter to determine the cyclic crack-tip opening displacement even in cases where crack closure is present.