Die Untersuchung von Rad-Schiene-Systemen bleibt, trotz der ständig erweiterten Modellierungsansätze und des technischen Fortschritts bei den Digitalrechnern, eine Herausforderung. Schwierigkeiten bestehen dabei in der nichtlinearen Geometrie des Rad-Schiene-Kontakts und in der Vielzahl der Einflußfaktoren. Deshalb liegt die Überlegung nahe, das Verhalten von Eisenbahnradsätzen mit einem nicht modellgestützten Verfahren zu analsieren. Mit der Karhunen-Loeve-Transformation (KL-Transformation) lassen sich kohärente Strukturen in Zufallsprozessen detektieren. Durch die KL-Transformation können Bewegungen von komplexeren, dynamischen Systemen in charakteristisches und zufälliges Verhalten unterteilt werden. Die Kombination der Fragestellungen nach dem Vermögen der KL-Transformation zur Zustandsanalyse und nach einem geeigneten Verfahren zur Untersuchung der Radsatzdynamik führt auf ein vielschichtiges Aufgabefeld als Grundlage dieser Arbeit. Dabei wird die Frage zur Analyse der Radsatzdynamik noch spezieller formuliert. In dieser Arbeit wird ein neuer Ansatz zur Beurteilung der Betriebssicherheit verfolgt. Anstelle der stationären Reaktionsgrößen sollen die tatsächlichen, im Betrieb (an den Radlagern) gemessenen, dynamischen Fahrzeugreaktionen als Grundlage für ein Qualitätskriterium herangezogen werden. Zur Beurteilung der Fahrwegqualität muß der Algorithmus der KL-Transformation erweitert werden. Die vorgestellten Ergebnisse sind speziell auf die Anwendung der KL-Transformation für das Zustandsmonitoring stark nichtlinearer, dynamischer Systeme ausgerichtet. So werden u. a. die Konvergenz der Kovarianzmatrix, die Robustheit gegenüber Meßrauschen, die Sensitivität gegenüber Verhaltensänderungen und die Verwandtschaft der KL- zur Fourier- Transformation untersucht.
Monitoring nichtlinearer Rad/Schiene-Systeme mit der Karhunen-Loeve-Transformation
Berichte aus der Mechanik ; 1-136
2007
136 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen
Hochschulschrift
Deutsch
Efficient sequential karhunen-loeve basis extraction
IEEE | 2001
|Efficient Sequential Karhunen-Loeve Basis Extraction
British Library Conference Proceedings | 2001
|Karhunen-Loeve Expansion of Non-Gaussian Random Process
AIAA | 2007
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