Hinsichtlich der Crash-Simulation kann für den Hochgeschwindigkeits- und Nahverkehr eine Simulation kompletter Zugstrukturen und die Bewertung von Intrusionen im vorderen Zugteil sowie die Bewertung lokaler Elemente in Bezug auf ihre Energieabsorption oder Schlagfestigkeit relevant sein. Wesentlich sind ferner die Bewertung von lokalen Beschleunigungen zur Überprüfung oder Festlegung von konstruktionsgerechten und realistischen Lastannahmen und die Insassensimulation zur Bewertung von Insassensicherheit sowie der konstruktiven Gestaltung von Insassenausstattungen bei Notbremsung oder Crash. Zur Verfügung steht für Crashsimulation das Programmsystem LS-DYNA der Firma CAD-FEM GmbH. LS-DYNA ist ein Finite-Elemente-Programm mit expliziter Zeitintegration. Es ermöglicht die Berücksichtigung von nichtlinearem Verhalten der Struktur hinsichtlich Geometrie, Deformation, Werkstoff sowie beliebigen Kontaktverhältnissen zwischen den Teilstrukturen und ist auch bei sehr großen Modellen effizient einsetzbar. Versagen auch komplexer Werkstoffe, wie z.B. Faserverbunden, Honigwaben, Schäumen, kann ebenso abgebildet werden wie das Versagen von Verbindungen, wie z.B. Punktschweißverbindungen, Schmelzschweißverbindungen und Schrauben. Die nichtlinearen Fähigkeiten von LS-DYNA werden generell zur Simulation von Crashvorgängen, Umformprozessen, Fügeprozessen sowie Insassensimulation eingesetzt. In einer von ABB durchgeführten Wagenkastenentwicklung aus Aluminiumstrangpreßprofilen wurde eine Crashzone gezielt entwickelt und per Computer hinsichtlich Crash bewertet. Die Auslegung konnte experimentell bestätigt werden und hat ABB in der zukünftigen Anwendung rechnerischer Simulation in diesem Bereich bestärkt. Als Anwendungsbeispiel für die Bewertung lokaler Elemente wird durch Simulation das lokale Versagensverhalten von Crashelementen des Waggonrahmens bei moderaten Auflaufgeschwindigkeiten zweier Züge berechnet. Insassensimulation zur Bewertung der Insassensicherheit wird mit Hilfe von Finite Elemente Dummies vorgenommen.
Crash-Simulation im Schienenfahrzeugbau
Rad, Schienenfahrzeugtagung, 2 ; 76-78
1997
3 Seiten, 3 Bilder
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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Ueberblick zur numerischen Simulation im Schienenfahrzeugbau
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