Betriebsfestigkeitsberechnung bei Schienenfahrzeugen anhand von Simulationsrechnungen:
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| Published: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1996
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| Series: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschrittberichte VDI / 12]
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| adam_text | Titel: Betriebsfestigkeitsberechnung bei Schienenfahrzeugen anhand von Simulationsrechnungen
Autor: Stichel, Sebastian
Jahr: 1996
SCHRITT-m MM^W BERICHTEmM^J« Dipl.-Ing. Sebastian Stichel, Berlin Betriebsfestigkeitsberechnung bei Schienenfahrzeugen anhand von Simulationsrech- nungen Reihe 12 : Verkehrstechnik/ Fahrzeugtechnik Nr. 288 VWVERLA3
INHALTSVERZEICHNIS V Inhaltsverzeichnis Formelzeichen VII 1 Einleitung 1 1.1 Bestehende Vorschriften für Lastannahmen und Festigkeitsnachweise....... 2 1.2 Ansätze für Verbesserungen............................. 5 1.3 Ziel der Arbeit .................................... 7 1.4 Abgrenzung zu anderen Arbeiten.......................... 8 1.5 Aufbau der Arbeit .................................. 9 2 Gleislagefehler 10 2.1 Numerische Simulation................................ 12 2.2 Spektraldichtemethode................................ 13 2.3 Kovarianzmethode .................................. 14 2.4 Programmtechnische Realisierung.......................... 15 3 Methoden zur Ermittlung der Fahrzeugantworten bei regelloser Anregung 18 3.1 Numerische Simulation................................ 20 3.2 Kovarianzmethode .................................. 20 3.2.1 Aufbau des Gesamtsystems ......................... 20 3.2.2 Berechnen der Kovarianzmatrix des Systems................ 22 3.2.3 Ausgabe bewerteter Größen......................... 23 3.3 Spektraldichtemethode................................ 24 3.4 Statistische Linearisierung............................... 26 4 Ermittlung ertragbarer Beanspruchungen 28 4.1 Statische Belastung ................................. 28 4.2 Dynamische (schwingende) Belastung ....................... 28 4.2.1 Kurzzeitfestigkeit............................... 29 4.2.2 Zeitfestigkeit ................................. 29 4.2.3 Dauerfestigkeit................................ 30 4.2.4 Betriebsfestigkeit............................... 30 5 Ermittlung von Belastungs- oder Beanspruchungskollektiven 32 5.1 Ermittlung im Zeitbereich.............................. 32 5.1.1 Einparametrische Klassierverfahren..................... 32 5.1.2 Zweiparametrische Klassierverfahren .................... 33 5.2 Ermittlung im Frequenzbereich ........................... 35 5.2.1 Kennwerte eines normalverteilten
stationären Zufallsprozesses...... 35 5.2.2 Ermittlung des Kollektivs.......................... 36 5.3 Zur Wahl des Klassierverfahrens .......................... 39 5.4 Umrechnen des zweiparametrischen Kollektivs in ein einparametrisches Kollektiv 40 5.5 Vergleich der verschiedenen Methoden zur Ermittlung eines Kollektives..... 43 6 Gleislage und Spektraldichte - Sind realistische Ergebnisse möglich? 48 6.1 Rechnungen für NBS Göttingen-Hannover..................... 48 6.2 Vergleich mit Messungen............................... 52
m WNALTSVERZElCHm 7 íSdhadetBsdktamiuiatioiislOTothesen (SAH) 55 7.. Ü JDiie Paliinra.ipieffu-j^fiitaer Hypöit iiese ..... ........................ ^ 7.2 KciinEIk am der PaEmgimAlimer-Hypoihese...................................... ^ TFJ 5 S^cBuÄöfliemsvalkllsniiinmtmDaia.noK«Hnvpoti-lues « 1 mach CbrlSenc Doflam . ............. gg ® KdMDzept zur Festigkeitsberechnung - Direkte Methode 5 g A.U If/ff imnüti ti llwmn g vtfMi Belatöttumft^kölllektiiveiiia .......... ....... ..............g 2 ®..;2 D ~ nmiBedij BciuHig ümi B^amspriiiichtuiipjgskoMekfiire ............................ $..§..11 (ilíberilagerumg zeiirgCeDch wirkender einachsiger Bteamspr.-ZeitA’erläufe . . 65 dJTIbxf rlageriiiims, zeiitgEekber mehrachsiger Bearospii iuickriiiju^-Zeil-l erlaufe . . 67 $.J Ben.B^dfie t.ig.feeit^marhwreLS .... .............. ...................67 Aigemeiitnier Xadawreis ifiir eme SpraommgisköoiipcmeTAiie ..........61 $.d ..2 BsffucksQdhu.Bgmmg ennies mehrachsigen SpaiMMiagszustarides .........g(j S5.JJS BehikkskhtigMrag zeidndh nacheinander liegender leilkollektive......69 $.,‘¿ ..4 AMautfdflagraminpj de* Betriehsíesrdgkení.siniaírliiw eí.ses ..............69 9 Festigkeiftsberedtamung an einem S-Bahn Drehgestell 71 !i)U WahD der ge rdeäein! Querschnitte ............................71 §..§ Fest-Begen des SetiielbsppQ gTainniins ..................................73 AJ ÍBefl uiidbifffestt QgkeitsfeereehMmg........................................ 76 AJ..I Larngsträger ..........................................77 §U$.. 2 Querträger.................................. ..............78 §..?41 Yerglldktu mirti. aflirea lastainiaiiahirinieini ................................80 §.;.j] harcait. ík b der Bett .oe Asparajmeiier ............................81 §..(6i Vauiatläiisaii hamisít ndrti ver Parameter. ..... ............ .......... ...........81 1 © SpaBmnmgsberecSmomg mit FEM. (Indirekte
Mehtode) 82 11(0).. ÍL Beste mmani einuer áiquivallenitfeni Amplitude ......................82 Ml.d Statistisches Glekhgewicfoi ......... ...............................83 UM FlbeclageroiiEg meliiiTereT Betinebszpisiäadle ............................... 8fi 11 EiaSmS deteoiMnisiischer Anregungen auf die Festigkeit ü U..U Bagemeiinifaihiirt................................................ 8b II LU Badenitwöiig Kur die Betriehsiestigkeit......................^ E! 1L2 BrrökheM?beríahrt .... ...............................................® 12 Betrachtungen zur Festigkeitsherechnung von Radsätzen und Wagenkästen 95 114.. Í1 kkagesnkasten .......... ,. .......................- -.......... ^ ¡] 2..‘2 Kadsats .................. ....................................... 112.. 3.BedeutuBg Huo ‘cliüffirc^iitu:e-nitte-s - Sehwipgungsanieile für die Fési.igkeií ...........^ 107 13 Zusammenfassung und Ausblick 1 A Daten ^ Literatur ^
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