Neuartige Leichtbau-Konzepte und Bauweisen für Schienenfahrzeuge im Hochgeschwindigkeitsverkehr unter besonderer Berücksichtigung des Wagenkastenleichtbaus

Abstract

Leichtbau gewinnt bei Schienenfahrzeugen zunehmend an Bedeutung. Für eine signifikante Masseeinsparung ist die konsequente Nutzung unterschiedlicher Leichtbauansätze erforderlich. Aus diesem Grund wird im Rahmen der Arbeit eine methodische Vorgehensweise entwickelt, unter deren Verwendung das Zugkonzept mit dem größten Leichtbaupotenzial während der frühen Konzeptphase bestimmt werden kann. Basierend auf dem daraus resultierenden Ergebnis wird eine kraftfluss- und leichtbauoptimierte Wagenkastenbauweise systematisch entwickelt. Diese wird in den hochbelasteten Segmenten über den Fahrwerken konstruiert, optimiert und dimensioniert. Durch die Verwendung der dafür entwickelten Methodik wird eine Masseeinsparung von 30% bis 40% gegenüber einem vergleichbaren Wagenkasten in der Integralbauweise erreicht. Die Validierung der Bauweise erfolgt an einem Demonstrator im Maßstab 1:1, der einen Ausschnitt des Wagenkastensegments über dem Fahrwerk darstellt. Durch quasi-statische Versuche werden die Funktionsweise und das gewünschte Verhalten der entwickelten Bauweise nachgewiesen.