Die Kontaktbedingungen zwischen Laufrad und Schiene können bei Schienenfahrzeugen für die fahrdynamische Simulation durch komplexe Theorien mit unterschiedlichem Detaillierungsgrad beschrieben werden. Aufgrund der langjährigen Erfahrungen mit kommerziellen Simulationsprogrammen sind die Untersuchungen unterschiedlichster Fahrzustände von auf Schienen betriebenen Fahrzeugen ein fester Bestandteil des Produktentwicklungsprozesses. Um die detaillierten Informationen zu den wirkenden dynamischen Kräften im Rad-Schiene-Kontakt auch bei der Entwicklung der zwischen Motor und Radsatz eingesetzten Getriebe zu berücksichtigen, können mit den Möglichkeiten der Mehrkörpersystem-Simulation komplexe Gesamtmodelle erarbeitet werden. Diese Modelle vereinen die detaillierte Abbildung der Kontaktbedingungen zwischen Rad und Schiene, der Getriebekomponenten, des elektrischen Antriebes und der Regelung. Mit Hilfe der mathematischen Modelle werden die Kontaktverhältnisse zwischen Rad und Schiene unter Berücksichtigung aller auftretenden Kräfte abgebildet und die möglichen Fahrzustände simuliert. Der Antrieb des Schienenfahrzeuges wird dabei zumeist vernachlässigt, so dass keine Aussagen zu Rückkopplungen zwischen dem Rad-Schiene-Kontakt und den Antriebsstrangkomponenten getroffen werden können. Während des Auslegungsprozesses des Getriebes werden dagegen die abtriebsseitigen Lastannahmen nur vereinfacht berücksichtigt. Möglichkeiten einer geschlossenen Betrachtung beider Teildisziplinen werden aufgezeigt. Auf Grundlage der mathematischen Ansätze zur Beschreibung des Rad-Schiene-Kontaktes wird auf die detaillierte Abbildung des Antriebsstranges und die Simulation ausgewählter Lastfälle mit einem elektromechanischen Gesamtmodell eingegangen. Durch die Variation von Reglerparametern und der Gegenüberstellung mit Eigenfrequenzen des Systems können unterschiedliche Einflussgrößen aufgezeigt werden, die zu einer Überhöhung der Belastungen im Getriebe führen können.
Mehrkörpersimulationsmodell des vollständigen Antriebsstranges und Drehgestells zur ganzheitlichen Modellierung von Triebfahrzeugen
2009
16 Seiten, 9 Bilder, 24 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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