Schienenfahrzeugbau Fallbeispiele
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Kategorie: Fallbeispiele
Fallbeispiele
A.Ockewitz,A.Schley,D.-Z.Sun:
"Versagensmodellierung von dickwandigen Aluminiumprofilen für die Crashsimulation von Schienenfahrzeugkomponenten"
CADFEM Users Meeting 2012, Kassel, 2.07.04 www.usersmeeting.com
Stichworte
- Crashsicherheit von Schienenfahrzeugen
- Dickwandige Fahrzeuglangträger, Aluminium
- Spannungs-Dehnungs-Kurven
- Anisotrope Plastizität (Barlat)
Simulation
- FEM-Simulation der Strukturmechanik
- Materialnichtlinearität
- MAT_33: MAT_Barlat_Anisotropic_Plasticity
- Versagensmodellierung MAT_ADD_EROSION
M.Kurch:
"Methodische Entwicklung von energieautarken Sensoren für Schienengüterwagen"
CADFEM Users Meeting 2012, Kassel, 2.13.08 www.usersmeeting.com
Stichworte
- Zustandsüberwachung an Güterwagen
- Vorstellung der Entwicklungsmethodik
- Realisierung der HiL-Simulation
Simulation
- FEM-Simulation eines piezoelektrischen Wandlers
- Strukturmechanik, Strukturdynamik
- Fußpunktanregung
- Elektromechanische Kopplung
Temperaturfeld, CFD, Fluid-Struktur-Kopplung in ANSYS® , Abkühlung einer Bremsscheibe
Stichworte
- Bremsscheibe einer Scheibenbremse eines Zuges, innenbelüftet
- Wärmeübergang zwischen Scheibenmaterial und Umgebungsluft
Simulation
- Simulation der Fluiddynamik mit der Finite-Volumen-Methode
- Ausnutzung der Symmetrie des Bauteils
- Bestimmung des Wärmeübergangskoeffizienten ak mit stationären CFD-Simulationen für verschiedene Drehgeschwindigkeiten der Scheibe
- transientes Temperaturfeld mit den jeweils zutreffenden Wärmeübergangskoeffizienten ak
Stichworte
- Schienenfahrzeug Kupplung
- Elastomer-Federelemente
- Beanspruchungen in der umgebenden Schale
Simulation
- FEM-Simulation der Strukturmechanik
- implizite Lösung
- nichtlineares Materialverhalten, Gummi
- nahezu vollständige Inkompressibilität (Querkontraktion nahe 0,5)
- große Deformationen
Simulation eines Kupplungsvorganges , Explizite FE-Analyse eines Kupplungsvorganges mit LS-DYNA
Stichworte
- Schienenfahrzeug Kupplung
- Verbindung von zwei Kupplungen, Kupplungsvorgang
- Aufprall, Gleitphase, Zurückfedern
- Beschleunigungen und Kräfte während des Kupplungsvorganges
Simulation
- FEM-Simulation der Strukturmechanik
- explizite Lösung
- Kontakt mit Reibung
Aus Fachzeitschriften und Publikationen
Der Schienenfahrzeugbau erlebt weltweit eine Renaissance. Um im Wettbewerb gegenüber anderen Verkehrsmitteln zu bestehen, müssen hohe Fahrgeschwindigkeiten bei hohem Komfort erreicht werden. Dabei spielt die Reduzierung von Geräuschen aus Umweltschutzgründen eine besondere Rolle. Lärm entsteht vornehmlich durch das Abrollen der Räder, aber bei höheren Geschwindigkeiten auch durch die Stromabnehmer. Bei Zugbegegnung im Tunnel entstehen gewaltige Druckstöße, die mit Strömungssimulationen abgeschätzt werden müssen. Von den Fahrzeugen selbst interessieren insbesondere die Eigenfrequenzen, um das Schwingungsverhalten zu beherrschen. Crashberechnungen sind eher noch selten, sie werden aber in Zukunft gefordert werden.
Neben den Untersuchungen der Gesamtfahrzeuge sind neue Entwicklungen
des Fahrwegs von Bedeutung. Dabei müssen Einzelkomponenten untersucht
werden. Sulzer Innotec machte Studien an neuartigen Eisenbahnrädern.
Das Haupt-Ziel der Untersuchung ist es, die Kräfte am Rad durch eine
"Radfederung" abzufangen und so Rollgeräusch und Verschleiß zu mindern.
Das Zusammenwirken des Rad/Schiene-Systems ist ein langjähriges
Forschungsthema. Sulzer Innotec gehört zu den Firmen, die sich
Eisenbahnrädern beschäftigen. In einer Studie wurde eine
Optimierungsrechnung mit der FEM durchgeführt.
Knorr Bremse baut Bremsen für Schienenfahrzeuge und Lastkraftwagen.
Für Hochgeschwindigkeitszüge wurden neue Wirbelstrombremsen entwickelt.
Statische, dynamische, thermische und elektromagnetische Berechnungen
wurden entwicklungsbegleitend eingesetzt. Die Erfahrungen aus den
Berechnungen waren so positiv, dass mittlerweile neben den
FEM-Spezialisten auch Konstrukteure sich der FEM für einfache
statische Voruntersuchungen bedienen.
Crash-Simulationen werden zunehmend durchgeführt. Fahrzeug-Frontpartien
von Bahn-Fahrzeugen werden so konstruiert, dass sie aufprallabsorbierend
wirken. Auch die
Festigkeit der Sitze unter Aufprall-Belastungen wird untersucht.
Simulationen hierzu sind zum Beispiel aus Schweden bekannt /Adolfsson/.
Literatur
/Adolfsson/,M., Andersson, H.: Kollisionsanalys av passagerare i kupé till höghastighetstag X2000 Examsarbeit, Institue of Technology, Dept. Of Mechanical Engineering, Linköping, Sweden