Controlled rolling contact fatigue in railway wheels

Titel in Übersetzung: Kontrollierte Rollkontaktermüdung in Eisenbahnrädern

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

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Abstract

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Problem der Rollkontaktermüdung in Eisenbahnrädern. Mittels Finite-Elemente-Simulationen wurden das Rad-Schiene-System mathematisch nachgebildet und die auftretenden Lasten simuliert. Ergebnisse aus der Mehrkörpersimulationssoftware SIMPACK wurden in das mit ABAQUS/Explicit entwickelte Rad-Schiene-Modell integriert. Verschiedene Lastzustände und Kombinationen von Zuständen wurden analysiert. Auftretende Reaktionskräfte, Momente, Schlupfraten, plastische Deformation, sowie Spannungen und Dehnungen wurden studiert. Eine detaillierte Analyse der plastischen Dehnungen und akkumulierten Schäden in der Kontaktregion wurde durchgeführt. Dies wurde durch das Modellieren eines Teils des Rades, repräsentativ für das ganze Rad, erleichtert. Ein feineres Netz in der Kontaktregion ermöglichte eine genauere Betrachtung der Entwicklung relevanter physikalischer Größen. Es wurden dynamische und quasistatische Rechnungen durchgeführt. ABAQUS/Standard ermöglichte die Berechnung von akkumulierter, plastischer Dehnung in der Kontaktregion unter wiederholter Belastung. Ein in FORTRAN geschriebenes Schadensindikatormodell wurde in die ABAQUS/Standard-Simulation integriert. Die Ergebnisse aus den zyklischen Berechnungen wurden mit der shakedown-map für Punktkontakt verglichen, um die Gültigkeit der shakedown-Theorie beim Rad-Schiene-Kontakt zu überprüfen. Aus der Entwicklung der Schäden während der Lebenszeit eines Eisenbahnrades konnten qualitative und quantitative Schlüsse gezogen werden. Verschiedene Belastungsszenarios wurden in Abhängigkeit von Normalkraft und Traktionskoeffizient untersucht und verglichen.
Titel in ÜbersetzungKontrollierte Rollkontaktermüdung in Eisenbahnrädern
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Fischer, Franz-Dieter, Beurteiler A (intern)
  • Ebner, Reinhold, Beurteiler B (intern)
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2008

Bibliographische Notiz

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Schlagwörter

  • Rollkontaktermüdung
  • Rad-Schienen-Kontakt

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