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Masseoptimierte Wagenkastenbauweise für einen Hochgeschwindigkeitszug

König, Jens und Friedrich, Horst E. und Zimmermann, Michael und Kopp, Gundolf (2015) Masseoptimierte Wagenkastenbauweise für einen Hochgeschwindigkeitszug.

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Kurzfassung

Im Rahmen des Next Generation Train Projektes wurde eine neuartige Wagenkastenbauweise entwickelt, die auf einer methodischen Vorgehensweise basiert. Der Wagenkasten ist in Segmente unterteilt und besteht aus Türmodulen an den Enden, anschließenden Fahrwerksmodulen und einem dazwischen liegenden Fahrgastmodul. Zur Erzielung einer kraftflussgerechten und somit leichten Wagenkastenstruktur wird das Verfahren der Topologieoptimierung angewandt. Dies führt zu einer Tragstruktur, welche die idealen Lastpfade unter Berücksichtigung der Rahmenbedingungen abbildet. Daraus ergeben sich Gestaltungsansätze und Informationen für die konstruktive Umsetzung. Aufgrund der Lastverteilungen im Wagenkasten wird im mittleren Bereich eine faserverbundintensive Bauweise eingesetzt. Folglich der großen Lasten und deren diskreten Einleitungen werden die Fahrwerksmodule als kraftflussangepasste Aluminium-Gerippestrukturen mit tragender Sandwich-Beplankung ausgeführt. Die Ge-rippestruktur besteht aus Blechen, (Strangpress-) Profilen und Knotenelementen, die mit Schweißverbindungen gefügt sind. Deren Dimensionierung erfolgt mittels Wand-stärkenoptimierung. Eventuell notwendige konstruktive Adaptionen für eine homogene Spannungsverteilung werden in einem iterativen Prozess mit der Wandstärkenoptimierung durchgeführt. Der Einsatz der entwickelten methodischen Vorgehensweise führt zu einer Masseeinsparung von 30% gegenüber einem vergleichbaren doppelstöckigen Wagenkasten in der Aluminium-Integral-Bauweise. Abschließend wurde das gewünschte Verhalten des Fahrwerksmoduls nachgewiesen, indem ein Teilabschnitt als Demonstrator gebaut und getestet wurde.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/96877/
Dokumentart:Tagungsband
Titel:Masseoptimierte Wagenkastenbauweise für einen Hochgeschwindigkeitszug
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
König, Jensjens.koenig (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Friedrich, Horst E.horst.friedrich (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zimmermann, MichaelMichael.Zimmermann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kopp, Gundolfgundolf.kopp (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:5 Mai 2015
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Seitenbereich:Seiten 18-23
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Leichtbau, Wagenkasten, Schienenfahrzeug, Next Generation Train, NGT
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Verkehr
HGF - Programmthema:Bodengebundener Verkehr (alt)
DLR - Schwerpunkt:Verkehr
DLR - Forschungsgebiet:V BF - Bodengebundene Fahrzeuge
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):V - Next Generation Train III (alt)
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Fahrzeugkonzepte > Leichtbau- und Hybridbauweisen
Hinterlegt von: König, Dr.-Ing. Jens
Hinterlegt am:26 Jun 2015 10:01
Letzte Änderung:26 Jun 2015 10:01

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