Unter den Komponenten des Schienenfahrweges gehören die Schienen zu den am höchsten belasteten. Sie werden auf sehr vielfältige Weise sowohl statisch und dynamisch als auch thermisch beansprucht. Hohe Kontaktspannungen und dynamische Schwankungen der angreifenden Kräfte erzeugen dabei in der Fahrt eine und an der Fahrkante der Schienen Werkstoffschädigungen in Form von Oberflächenrissen sowie Quer- und Längsprofilveränderungen. In engen Gleisbögen (Bogenradius < 500 m) wird die technische Nutzungsdauer der Schienen hauptsächlich von der Abnutzung des Schienenkopfes bestimmt. Treten an der Schienenkopfoberfläche Head Checks auf, kann auch das Wachstum dieser Risse im Inneren der Schiene für die technische Nutzungsdauer von Bedeutung sein. Hinzu kommt die häufig auftretende Schlupfwellenbildung an der bogeninneren Schienenfahrfläche, die eine verstärkte Beanspruchung der Gleiskonstruktion und eine erhöhte Lärmemission zur Folge hat. Zu den Maßnahmen, mit denen diese Schädigungen vermieden oder zumindest deren Entstehungs- und Wachstumsprozesse verzögert werden können, zählen zum Beispiel die Verbesserung der Werkstoffeigenschaften des Schienenstahls oder die Optimierung der Kontaktbedingungen. Durch die Entwicklung von Rechenprogrammen zur Analyse und Bewertung der Fahrzeugdynamik und der Beanspruchungen wie der Rad/Schiene-Kontakt ist es heutzutage möglich die verschiedenen Lösungsansätze zur Optimierung der Kontaktverhältnisse anhand von Parametervariationen mit relativ wenig Aufwand zu beurteilen. Bei allen Beanspruchungsberechnungen ist jedoch die Frage nach der Übertragbarkeit der Randbedingungen und Ergebnisse auf die realen Bedingungen und Zustände im Gleis zu stellen. Zur Beantwortung dieser Frage wurden am Beispiel der S-Bahn-Wendeanlage Stuttgart-Schwabstraße Simulationen mit realen Fahrzeugen, Gleisen und Betriebsbedingungen durchgeführt und die Ergebnisse mit den tatsächlich aufgetretenen Schädigungen der Schienenkopfoberfläche in Zusammenhang gebracht. Die Auswertung von geometrischen Messungen an den Schienen im Gleis, von werkstofftechnischen Untersuchungen an ausgebauten Schienenstücken sowie der Bogenlauf- und Kontaktspannungsberechnungen mit gemessenen Rad- und Schienenprofilen erfolgte dabei mit dem Ziel, die im Rad/Schiene-Kontakt wirkenden Beanspruchungen und die Entstehungsmechanismen der an den Schienen aufgetretenen Schädigungsarten zu analysieren. Durch die Gegenüberstellung und Bewertung der verschiedenen Untersuchungsergebnisse konnte gezeigt werden, dass die numerisch ermittelten Kontaktverhältnisse mit den Beobachtungen im Gleis und Labor korrelieren und somit die reale Beanspruchung der Schienen im Gleisbogen der S-Bahn-Wendeanlage widerspiegeln.


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    Titel :

    Untersuchungen zum Schädigungsverhalten von Schienen in engen Gleisbögen


    Beteiligte:
    Heyder, Rene (Autor:in)


    Erscheinungsdatum :

    2007


    Format / Umfang :

    117 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen



    Medientyp :

    Hochschulschrift


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch