Die Kollision von Eisenbahnwaggons wurde numerisch und experimentell untersucht. Schwerpunkt der Untersuchungen ist die Wirksamkeit eine Knautschzone mit Puffern, die zur Vermeidung des Übereinanderschiebens der Waggons mit Querrillen versehen sind. Die numerischen Berechnungen wurden mit einem nichtlinearen Finite-Elemente-Verfahren durchgeführt, dessen Verläßlichkeit durch Tests mit Versuchsfahrzeugen in Originalgröße bei Aufprallgeschwindigkeiten von 60 und 10 km/h bestätigt wurde. Das Übereinanderschieben der unmodifizierten Waggons wird durch eine asymmetrische Verformung der Puffer unmittelbar nach der Kollision verursacht. Im weiteren Verlauf bildet einer der Waggons eine Art 'Rampe', auf die der andere Waggon schiebt. Durch die Knautschzone werden die beim Aufprall wirksamen maximalen Kräfte um ca. 25 % reduziert. Die auf die modifizierten Puffer wirkenden Scherkräfte liegen unterhalb von 100 kN, so daß ein Übereinanderschieben der Waggons ausgeschlossen wird. Bei Aufpralltests mit Zügen (5 Waggons) wurden zusätzlich zur Knauschzone die Waggonkupplungen mit hydraulischen Stoßdämpfern versehen. Dadurch gelang es, die Aufprallenergie auf den ganzen Zug so zu verteilen, daß bei geringen Geschwindigkeiten (10 km/h) keine Schäden entstanden und die Knautschzone bei hohen Geschwindigkeiten (60 km/h) nur um insgesamt ca. 1 m (0,5 m für jeden am Stoß beteiligten Waggon) eingedrückt wurde. Die Knautschzone der nachfolgenden Waggons wurde jeweils um ca. 0,25 m eingedrückt. Auch dieses Ergebnis stimmt mit eindimensionalen theoretischen Modellen gut überein.
Validation of measures to improve rail vehicle crashworthiness
Erprobung von Maßnahmen zur Verbesserung des Aufprallschutzes von Eisenbahnwaggons
1996
13 Seiten, 17 Bilder, 7 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Englisch
Eisenbahn , Betriebssicherheit , Kollisionsschutz , Aufbau (Fahrzeug) , Aufprallversuch , Stoßfänger , Puffer (Fahrzeug) , Stoßdämpfer , Anhängerkupplung , Unfallanalyse , Zusammenstoß , Aufprall , Kraft , Beschleunigung , Energieverteilung , Formänderungsarbeit , Verformung , Fahrgeschwindigkeit , Zug (Verkehr) , Eisenbahnpersonenwagen
Validation of measures to improve rail vehicle crashworthiness
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