Die Masseeinsparung durch Leichtbau von Schienenfahrzeugen verringert die Energiekosten und ermöglicht die zukünftig geforderten Radsatzlasten von 17 t bei Geschwindigkeiten über 270 km/h. Seit 2008 arbeiten die DLR und Bombardier Transportation bei der Entwicklung eines gesamtheitlichen Leichtbauansatzes zusammen. Die methodische Vorgehensweise besteht aus dreizehn Schritten: Erstellung generischer Wagenkastengeometrien (ein- oder doppelstöckig, Einzelfahrwerk oder Drehgestell); FE-Modell und Topologieoptimierung (z.B. Lasten nach DIN EN 12663 Kategorie P-I, Tragstruktur mit Minimalmasse); Masseoptimierte Tragstrukturen; Skalierung der Masse und virtuelle Wagenausrüstung (Wagenkastenmasse und Masse der Ausrüstungselemente); Leichtbaupotential virtueller Zugkonzepte; Topologieoptimierung; Optimierung bezüglich der Strukturausprägung; Konzeptkonstruktion; Strukturausführung (kraftfluss- und masseoptimiert); Wandstärkeoptimierung und Dimensionierung (Beplankung, Halbzeugeinsatz, Lastuntersuchungen); Detailoptimierung; Validierung durch Test eins Segmentaufbaus. Ein Wagenkasten dimensioniert nach statischen Lastfällen und Ermüdungslastfällen nach DIN EN 12663 ergab eine Masseeinsparung von 30 %, mit der Dimensionierung nach DIN EN 12663 Kategorie P-II war eine Masseeinsparung von 39 % möglich (beide gegenüber einem Referenzwagen in Aluminium-Intergralbauweise).
Neuartige Leichtbau-Konzepte und Bauweisen für Wagenkästen von Schienenfahrzeugen
Novel lightweight concepts and designs for the bodies of railway vehicles
ETR - Eisenbahntechnische Rundschau ; 63 , 7/8 ; 56-61
2014
6 Seiten, Bilder, 9 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
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