Für die indirekte Ermittlung der Belastung von Achswellen mit geringem Aufwand wird eine Methode vorgeschlagen, die vernünftige Lastkollektivformen ohne Instrumentierung der Radsatzwellen ergibt. Erfasst werden können nicht nur beliebige Wellenquerschnitte, sondern auch solche, die für eine Messung nicht zugänglich sind. Die Grundidee dieser Methode besteht darin, die auf die Achswelle wirkenden Kräfte indirekt aus Beschleunigungen zu bestimmen. Die Berechnung der Spannungen beruht auf den Normen für die Achswellenberechnung (EN 13103 für Laufradsätze, EN 13104 für Treibradsätze). Die anzuwendenden Lasten und ihre Ableitung aus den Messgrößen werden in einer Tabelle beschrieben. Aus Geschwindigkeit und Raddurchmesser sowie aus den auf die Achswelle wirkenden Kräften ergeben sich für jede Stelle der Achse Spannungszyklen, welche nach den üblichen Methoden wie Messwerte ausgezählt und auf die gesamte Betriebsdauer hochgerechnet werden können. Bei einer Anwendung wurden in einem ersten Schritt die Messdaten inklusive der Rad-Schienekräfte mit den Grundannahmen der Achswellenberechnungen verglichen. Das führt zu folgenden Schlussfolgerungen: Die vorgeschlagenen Messgrößen der vereinfachten Methode korrelieren im Allgemeinen gut mit den Rad-Schiene-Kräften. Die Verteilung der Querkraft auf die beiden Achsen des Drehgestells ist nicht gleichmäßig, wie in den EN-Normen vorausgesetzt. Die Querschlupfkräfte in engen Bögen sind in der erwarteten Größenordnung. Die Abhängigkeit vom Bogenradius lässt sich über eine Skalierung mit der Krümmung gut beschreiben. Es zeigt sich insgesamt eine Unsicherheit bei der Bestimmung der quasistatischen Kräfte aus Beschleunigung und Querschlupf. Der Einfluss der Ausdrehsteifigkeit der Drehgestelle, der Anlenkung der Achsen und der Rollradiendifferenzen auf diese quasistatischen Kräfte lässt sich effizient mittels lauftechnischer Simulationen untersuchen. Beispielhaft wurden mit dieser Methode berechnete Spannungsverläufe (Biegespannungen) bzw. Dehnungen in zwei Achsquerschnitten mit den an der entsprechenden Stelle gemessenen Dehnungen verglichen.
Ermittlung von Betriebslastkollektiven an Radsatzwellen
2009
4 Seiten, 2 Bilder, 2 Tabellen
Conference paper
German
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