Die Bemessung nach der Betriebsfestigkeit gewährleistet, dass unter Berücksichtigung der maßgebenden, zeitlich veränderlichen Betriebsbeanspruchungen und der Schwingfestigkeit mit Hilfe einer statistischen Bewertung eine zutreffende Auslegung der Räder vorgenommen werden kann. Die Vorgehensweise zur Auslegung und Bemessung von Schienenfahrzeugrädern nach der Betriebsfestigkeit lässt sich in folgende Schritte unterteilen: 1. Bestimmung der maßgebenden maximalen Belastungen für die jeweiligen Lastfälle, analytisch bzw. durch Messungen (Lastannahme). 2. Rechnerische Ermittlung der Spannungen und Ableitung der Bemessungskollektive für verschiedene Systempunkte und Lastfälle, Festigkeitsbeurteilung und gegebenenfalls Gestaltsoptimierung mit Hilfe geschätzter ertragbarer Beanspruchungen (Vorbemessung). 3. Experimentelle Bestimmung der Spannungen an Radprototypen beim Rollen unter den abgeleiteten Betriebsbelastungen in einem Radsatzversuchsstand zur Verifikation der Berechnung und gegebenenfalls weitere Optimierung. 4. Betriebsfestigkeitsnachweis im Radsatzversuchsstand unter Programmbelastung. 5. Abschließende Bewertung unter Einbeziehung möglicher Sonderbelastungen sowie durch Verschleiß nach langer Einsatzzeit bedingten Einflüssen, Festlegung geeigneter Inspektionsmaßnahmen und -intervalle. 6. Fahrerprobung unter Kontrolle wichtiger Messgrößen mit anschließender Produktüberwachung. Für einen zuverlässigen Betriebsfestigkeitsnachweis muss als wichtigste Forderung eine realistische, betriebsähnliche Verformung des Rades in der Versuchseinrichtung sichergestellt werden. Darüber hinaus müssen alle Lastfälle mit zutreffender Korrelation einzelner Kräfte simuliert werden können. Außerdem ist ein Versuchsprogramm erforderlich, bei dem sowohl die maximal mögliche Versuchszeitverkürzung wie auch die Schädigungsäquivalenz zum Betriebseinsatz und betriebsnahe Durchmischung von Lastabläufen verwirklicht wird. Ein Versuchsstand, bei dem diese Forderungen erfüllt werden, ist in einer Abbildung dargestellt. Auch ein Versuchsprogramm wird vorgestellt. Mit diesem Programm werden alle maßgebenden Schädigungsmechanismen berücksichtigt.
Moderner Betriebsfestigkeitsnachweis von Schienenfahrzeugrädern
Modern method for structural durability determination of railway vehicle wheels
Werkstoffe für die Systemtechnik Bahn: Anforderungen in Gegenwart und Zukunft, DVM-Tag, 2003 ; 71-88
DVM-Bericht ; 670
2003
18 Seiten, 15 Bilder, 16 Quellen
Conference paper
German
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