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Untersuchung zur Übertragbarkeit der Messabweichung bei Verwendung von Druckmessfolien unter Hertz'schen Bedingungen auf den Rad-Schiene-Normalkontakt

Fachliche Zuordnung Konstruktion, Maschinenelemente, Produktentwicklung
Förderung Förderung von 2020 bis 2024
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 441889189
 
Erstellungsjahr 2023

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Im Rahmen des durchgeführten Projektes konnten unterschiedliche Materialmodelle für drei verschiedene kommerziell erhältliche Druckmessfolien entwickelt werden. Dies sind sowohl elastoplastische Materialmodelle, welche den Ansatz nach Drucker-Prager zu Grunde legen, als auch linearelastische Materialmodelle, welche sich im direkten Vergleich als numerisch stabiler darstellten. Alle entwickelten Materialmodelle weisen eine gute Übereinstimmung zwischen den veröffentlichten Ergebnissen gemessener Flächen des glatten und rauen Kontaktes nach Hertz und ihrer simulativen Nachbildung auf. Für die Untersuchungen der Übertragbarkeit der Folienmodelle vom Hertz’schen Kontakt auf den realen rauen Rad-Schiene-Kontakt wurden in Experimenten und Simulationen die resultierenden Kontaktflächen bestimmt. Hierfür wurde ein Portal entwickelt, konstruiert und gefertigt, welches die Verwendung eines ganzen Schienenfahrzeugrades auf dem hydraulischen Schwingungsprüfstand im Gegensatz zu ursprünglich geplanter Verwendung von Radausschnitten ermöglichte. Es wurden quasi-statische Versuche durchgeführt, bei welchen die resultierende Kontaktfläche mittels dreier verschiedener Druckmessfolien bestimmt wurde. Diese Kontaktsituationen wurden numerisch nachgebildet, wobei sich eine gute Übereinstimmung zwischen Experimenten und Simulationen zeigten. Es konnte gezeigt werden, dass die Verwendung von Abstands-Druck-Kurven zu numerisch ähnlichen Ergebnissen wie bei den Experimenten bei der Größe der Kontaktfläche führt.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

 
 

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