Zur Charakterisierung der Dynamik von Gleisanlagen zerlegt man diese zunächst gedanklich in Komponenten mit klar abgrenzbarem dynamischen Verhalten, wie z.B. Biegebalken, Masse, Feder- Dämpfer-Kombination etc.. Wenn man die Verformungen, Kräfte oder Pressungen an geeignet ausgewählten Punkten misst, können anhand der Systemantwort auf bekannte Anregungen die Systemparameter identifiziert werden. Hierfür setzt imb-dynamik (www.imb-dynamik.de) im Gleis grundsätzlich Beschleunigungsaufnehmer ein, die leicht zu montieren sind, einen großen Dynamikbereich und einen linearen Frequenzgang von 0,1 Hz bis in den kHz-Bereich haben und keinen ruhenden Referenzpunkt benötigen. Allerdings müssen die Messergebnisse für Analysen der Schwingschnelle einfach, für Wege / Verformungen / Zusammendrückungen zweifach integriert werden; letzteres setzt im Zeitbereich die Erfassung tieffrequenter Anteile bis zu ca. 40 Hz mit ausreichendem Grundgeräuschabstand voraus. Mit dem von der INNOTEC GmbH Worms (www.innotec-eu.de) entwickelten Verfahren Lasca können die statischen und dynamischen Rad-Schiene-Kräfte ermittelt werden. Das System besteht im Prinzip aus einem Laser und einem Detektorchip und detektiert bereits eine Belastung mit 10 kg oder die Verbiegung durch Erwärmung der Schiene mit der Hand. Temperaturveränderungen wirken sich gravierend auf die Frequenzabhängigkeit elastischer Elemente aus und bewirken eine Verformung der Schwellen. Die Auswertung der Messdaten erfolgt grundsätzlich durch eine Spektralanalyse, da praktisch alle Bestandteile des Fahrzeug-Fahrweg-Systems frequenzabhängige Eigenschaften haben und die Frequenzspektren im Gegensatz zur Zeitbereichsanalyse weniger von zufälligen Schwankungen beeinflusst werden. Dabei wird die Terz-Analyse verwendet, die den transienten breitbandigen Erregungen im Gleis am besten gerecht wird und die besonders für Verschiebungen relevanten niedrigen Frequenzen besser auflöst als die hohen Frequenzen. Anwendungsbeispiele für spektrale Analysen sind die Untersuchung von Radunrundheiten aus dem Vergleich von Zugüberfahrten gleicher Gattung, die Identifikation von Übertragungsfunktionen durch Simultanmessungen der Schwingschnelle über den Gleisquerschnitt oder die Ermittlung einer Radsatz-Oberbau-Resonanz aus Messungen mit unterschiedlicher Fahrgeschwindigkeit. Eine Hauptanwendung der gewonnenen Spektren ist die Identifikation von Systemparametern des Oberbaus zum Zweck der Simulation der vertikalen Dynamik von Fahrzeug und Fahrweg. Hierfür wurde das Simulationswerkzeug iSi geschaffen.
Dynamische Gleismessungen und spektrale Analyse - wie man messen und was man daraus erfahren kann
2003
16 Seiten, 8 Bilder, 1 Tabelle, 6 Quellen
Conference paper
German
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