Servohydraulische Prüfmaschine / Hydropulsanlage
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Professur Gestaltung von Bahnanlagen teilt sich in die Bereiche Gestaltung von Bahnanlagen sowie Oberbau und Gleistechnik. Letzterer konzentriert sich auf die beiden Hauptforschungsrichtungen „Schotter“ und „Weichenherzstücke“. Die experimentellen Arbeiten der Hauptforschungsrichtungen basieren sowohl auf in-situ- als auch Labormessungen im eigenen Labor, dessen zentrales Element die Hydropulsanlage ist. Die Hauptforschungsrichtung „Schotter“ konzentrierte sich in den letzten drei Jahren auf Modellversuche mit Sand. Ziel der Versuche ist die Messung des Spannungs- und Verformungszustandes im Bettungskörper. Der Spannungszustand wird hierbei über FSR-Sensoren (Force Sensing Resistor) gemessen, der belastungsabhängige Verformungszustand über eine Bildersequenz photogrammetrisch aufgezeichnet. Die Versuchsergebnisse dienen der Parameteridentifikation verschiedener Modelle zur Berechnung des Spannungs- und Verformungszustandes. Insbesondere für die experimentelle Simulation des zyklischen Setzungsverhaltens ist die Hydropulsanlage von immanenter Bedeutung. Außerdem macht das visko-elastoplastische Verhalten der FSR-Sensoren ihre Kalibrierung mittels periodischer Belastung an der Hydropulsanlage nötig. Die Hauptforschungsrichtung „Weichenherzstücke“ hat die Prognose ihrer Lebensdauer zum Inhalt, wobei mittels eines elektronischen Messsystems die dynamische Antwort der Herzstücke aufgenommen und im Anschluss in eine voraussichtliche Lebensdauer umgerechnet wird. Das komplexe dynamische Verhalten der Herzstücke hat Überlagerungseffekte mit dem angekoppelten Messsystem zur Folge, welche zu einer Ergebnisverfälschung führen. Gemeinsam mit dem Hersteller des Messsystems konnten die dynamischen in-situ-Bedingungen im Labor mittels der Hydropulsanlage simuliert und zur experimentellen Optimierung der dynamischen Ankopplung verwendet werden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Das Messsystem ESAH-M. Eisenbahn-Ingenieur-Kalender 2016, DVV Media Group GmbH | Eurailpress, Hamburg, 2015, S. 49 – 62
Gerber, U.; Fengler, W., Zoll, A.
- Geometrische Optimierung von Weichenherzstücken. Eisenbahn Ingenieur Kompendium EIK, 2017, DVV Media Group GmbH | Eurailpress, Hamburg, 2016, S. 229 – 240
Gerber, U.; Sysyn, M.P.; Kowaltschuk, W.W., Nabotschenko, O.S.
- Optimierung der Instandhaltung von Weichenherzstücken. Der Eisenbahningenieur, Juni 2017, Nr. 06, S.11 – 15
Gerber, U.
- Verformungsmodul und Festigkeit von Lockergestein. Eisenbahn Ingenieur Kompendium 2018, S. 297 – 310
Gerber, U.
