Modellierung der vertikalen Fahrzeug-Fahrweg-Wechselwirkung bei Schienenfahrzeugen für höchste Geschwindigkeiten

Abstract

Der sichere Betrieb eines Schienenfahrzeugs erfordert möglichst geringe dynamische Kräfte zwischen Rad und Schiene, insbesondere in vertikaler Richtung. Dynamische Vertikalkräfte entstehen durch Überrollen von Gleislagefehlern, wobei die dynamischen Kräfte mit steigender Fahrgeschwindigkeit stark anwachsen. Es stellt sich daher die Frage, bei welchen Geschwindigkeiten noch ein sicherer Betrieb eines Schienenfahrzeugs möglich ist und welche Gleislagefehler bei hohen Geschwindigkeiten für einen sicheren Betrieb zulässig sind. Wie verhält es sich mit dem Komfort an dieser Stelle? Im Rahmen der Arbeit wird die vertikale dynamische Wechselwirkung zwischen Schienenfahrzeug und Gleis modelliert und simuliert. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Modellierung des Gleises als flexible Struktur mit wandernder Last. Ein deutlicher Einfluss der wandernden Last ist nsbesondere bei hohen Geschwindigkeiten bis zu zu erwarten. Mit dem entwickelten Simulationsmodell wird die Wechselwirkung von Fahrzeug und Fahrweg numerisch simuliert. Parameterstudien für unterschiedliche Fahrgeschwindigkeiten und für unterschiedlich starke Störpegel der Gleislagefehler geben Aufschluss über die Betriebssicherheit des Fahrzeugs und die erforderliche Gleisqualität bei hohen Geschwindigkeiten.