Entwicklung eines Versuchsaufbaus für eine innovative Knotenstruktur innerhalb einer Fahrzeugstruktur

Abstract

Der Leichtbau gewinnt im Bereich von Schienenfahrzeugen zunehmend an Bedeutung. Für den Wagenkasten des AeroLiner3000 ist am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt deshalb eine neuartige und kraftflussgerechte Stahlbauweise entwickelt worden. Kennzeichnend für diese Bauweise sind leichtbauoptimierte Knotenstrukturen. Ziel dieser Arbeit war es, einen Prüfstand zu entwickeln, mit dem Demonstratoren einer ausgewählten Knotenstruktur unter einer möglichst realistischen Belastungssituation getestet und verifiziert werden können. Hierzu wurde ein Prüfstand konzipiert und konstruiert, der die gewünschte Belastungssituation durch die gezielte Verformung der Knotenstruktur erzeugt. Bedingt wird diese Verformung durch die agerbedingungen der Knotenstruktur im Prüfstand und die wirkenden Prüfkräfte. Unter Anwendung von Finite Elemente-Analysen wurden die Lagerbedingungen und Prüfkräfte so bestimmt, dass die kritischste Belastungssituation für die Knotenstruktur im Prüfstand nachgestellt wird, die beim Betrieb des AeroLiner3000 für die Knotenstruktur entstehen kann. Zusätzlich zur Konstruktion des Prüfstands wurden im Rahmen dieser Arbeit auch das Messsystem für die Prüfstandversuche ausgewählt und ein simulationsgestützter Festigkeitsnachweis für den Prüfstand erbracht.