Eine unmittelbare experimentelle Verifikation von instationären kontaktmechanischen Beziehungen für den Rad-Schiene-Kontakt ist beim derzeitigen Stand der Meßtechnik nicht möglich. Messen lassen sich nur die resultierenden Kräfte und Starrkörperschlüpfe, wobei selbst hierbei erhebliche meßtechnische Probleme auftreten. Eine Verifikation ist aber notwendig, da die instationäre Kontaktmechanik eine Grundlage für die Simulation von Riffelauslösevorgängen ist. Aus diesem Grunde wurde das Kunststoffrad auf der Stahlfahrbahn ganz bewußt in die Untersuchungen des Sonderforschungsbereiches einbezogen. Während der Reifenkontakt durch ein Noppen- oder Borstenmodell beschrieben werden kann, ist beim Kontakt Kunststoffrad- Stahlfahrbahn, ähnlich wie bei Rad-Schiene-Kontakt, die Verwendung eines Halbraummodells erforderlich, so daß die Ergebnisse für das Kunststoffrad unter diesem Aspekt leicht auf den Rad-Schiene-Kontakt übertragen werden können. Zwei Probleme gibt es jedoch: Zum einem handelt es sich um den Kontakt zweier Körper aus ungleichem Material. Zum anderen ist der Kunststoff ein viskoelastisches Material. Im Beitrag werden - nach einer Erläuterung der generellen Konzeption (konstitutive Beziehungen, Grundgleichungen des zweidimensionalen stationären Rollkontakts, Lösungsmethode) - der stationäre Rollkontakt zweier viskoselastischer Vollwalzen, das stationäre Kontaktproblem viskoelastischer bandagierter Walzen (Kontakt unendlicher Streifen) und das stationäre zweidimensionale Rollkontaktproblem für Walzen ohne Halbraumannahme behandelt. Hierzu werden jeweils die Berechnungen der Einflußfunktionen bzw. -koeffizienten aufgezeigt. Es wird ein zweidimensionales FE- Modell vorgestellt, das sich unmittelbar für beliebig geschichtete Bandagen einsetzen läßt. Das wird z.B. dann erforderlich, wenn sich die Materialkonstanten aufgrund von Erwärmungsvorgängen beim Rollkontakt ändern. Da bei der praktischen Auslegung von Kunststoffwalzen instationäre Vorgänge keine Rolle spielen, kann man sich auf Modelle für das stationäre Rollkontaktproblem beschränken.
Rechnerische Behandlung des stationären Rollkontakts viskoelastischer Walzen
1998
24 Seiten, 15 Bilder, 3 Tabellen, 24 Quellen
Aufsatz/Kapitel (Buch)
Deutsch
Eisenbahnschiene , Eisenbahnrad , Rollkontakt , instationärer Zustand , stationärer Zustand , numerisches Verfahren , Riffelbildung , mathematisches Modell , Kunststoff , Viskoelastizität , Walze , Kontakt (Reibung) , Berührungsfläche , Halbraum , Band (Kunststoff) , Schichtstoff , Finite-Elemente-Methode , Materialeigenschaft
Analytische Naeherungsformeln fuer den Rollwiderstand elastischer und viskoelastischer Walzen
Kraftfahrwesen | 1995
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