Zur Lebensdauerabschätzung von Schienenfahrzeugrädern wurde eine rechnerische Methode entwickelt, in die die Erfahrungen jahrzehntelang durchgeführter Messungen und Nachweisversuche integriert sind. Die Durchführung der einzelnen Finite-Elemente Berechnungsschritte ist sehr aufwendig. Zur automatisierten Anwendung sind daher geeignete Werkzeuge erforderlich. Dieses Berechnungskonzept wurde in der Entwicklungsphase eines gummigefederten 'Speichen'rades zur Festigkeitsabschätzung eingesetzt. Besonderes Augenmerk galt den Gummielementen. Nach einer rechnerischen Optimierung bezüglich Federeigenschaften und Lebensdauer wurden zur Verifikation der Berechnung und zur Ermittlung des Festigkeitsverhaltens Schwingfestigkeitsversuche durchgeführt. Mit Hilfe der eingesetzten rechnerischen Methode, mit der das Rollen des Rades unter den extremen Belastungen des Fahrbetriebes simuliert wird, örtliche Bemessungskollektive ausgehend von den zu erwartenden Einsatzbedingungen abgeleitet werden, Schädigungsrechnungen durchgeführt werden und die erforderliche Schwingfestigkeit abgeleitet wird, konnte in der frühen Entwicklungsphase eines Schienenfahrzeugrades, in Verbindung mit experimentellen Untersuchungen an den kritischen Gummielementen, eine Dimensionierung und Optimierung durchgeführt werden. Um die Berechnungen in der erforderlichen Komplexität effizient durchführen zu können, war eine Automatisierung mit geeigneten Werkzeugen erforderlich. Diese Werkzeuge stehen nun für weitere Aufgaben zur Verfügung. Ein Lebensdauernachweis der Sicherheitskomponente Rad kann aber nicht allein durch Berechnung und Komponentenversuche erfolgen; hierzu bedarf es eines Nachweisversuchs der kompletten Baugruppe. Zur Zeit werden die ersten Prototypen gefertigt.
Rechnerische Dimensionierung eines gummigefederten Schienenfahrzeugrades
Design of a rubber-sprung rail vehicle wheel by numerical simulation
2002
10 Seiten, 16 Bilder, 5 Quellen
Conference paper
German
Rechnerische Dimensionierung von Schienenfahrzeugrädern
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