Bei der Entwicklung eines gummigefederten Schienenfahrzeugrades wurde ein rechnerisches Auslegungskonzept eingesetzt, um zunächst die Machbarkeit eines derartigen Rades zu prüfen und um anschließend eine Optimierung der Stahlbauteile und insbesondere der Gummielemente vorzunehmen. Die für die Berechnung zugrunde gelegten Lastannahmen in Form der Extremwerte der verschiedenen physikalischen Lastfälle und der Häufigkeitsverteilungen wurden vorhandenen Datenbanken entnommen. Für diese Extrembelastungen werden die örtlichen Beanspruchungsverläufe jedes Lastfalles über eine Radumdrehung mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode berechnet. Über eine Mittelspannungstransformation ergeben sich daraus die maximalen Spannungsamplituden der Bemessungsteilkollektive. Da die Durchführung der einzelnen FEM-Berechnungsschritte sehr aufwändig ist, wurden geeignete Werkzeuge zur automatischen Durchführung entwickelt. Diese Werkzeuge stehen mit der Software LBF.WheelStrength for Railway für weitere Anwendungen zur Verfügung. Zur Absicherung der Berechnungsergebnisse wurden mit dem rechnerisch optimierten Gummielement experimentelle Untersuchungen und Schwingfestigkeitsversuche durchgeführt. Mit den identifizierten Materialkennwerten konnte eine gute Übereinstimmung zwischen den berechneten und gemessenen übertragenen Kräften erreicht werden. Bei den bislang durchgeführten Versuchen blieben Fragen zur Streuung, zum Einfluss der veränderlichen Belastungen, zur Alterung des Gummis und zur Temperatur offen.

    For the life and fatigue strength evaluation of rail vehicle wheels a calculation method was developed which integrates the experimental methodes for durability evaluation of wheels, being approved over many years. Because of the complexity of the different finite-element calculation steps suitable tools are developed for automatic usage. In this report the calculation method is used during the development phase of a rubber-sprung rail vehicle 'spoke'-wheel. The rubber elements were considered in detail. First the rubber elements were optimized regarding the spring characteristic and the fatigue strength, then tests were carried out to verify the calculations and investigate the fatigue strength.


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    Titel :

    Rechnerische Dimensionierung von Schienenfahrzeugrädern. Lebensdauerabschätzung gummigefederter Schienenfahrzeugräder


    Weitere Titelangaben:

    Design of a rubber-sprung rail vehicle wheel by numerical simulation


    Beteiligte:
    Störzel, K. (Autor:in) / Rupp, A. (Autor:in) / Pongracz, R. (Autor:in) / Hauenschild, R. (Autor:in) / Frohn, J. (Autor:in)

    Erschienen in:

    MP Materialprüfung ; 45 , 4 ; 145-151


    Erscheinungsdatum :

    2003


    Format / Umfang :

    7 Seiten, 17 Bilder, 6 Quellen



    Medientyp :

    Aufsatz (Zeitschrift)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch