Rechnerische Dimensionierung von Schienenfahrzeugen. Lebensdauerabschaetzung gummigefederter Schienenfahrzeugraeder / Design of rubber-sprung rail vehicle wheel by numerical simulation

Zur Lebensdauerabschaetzung von Schienenfahrzeugraedern wurde eine rechnerische Methode entwickelt, in die die Erfahrungen jahrzehntelang durchgefuehrter Messungen und Nachweisversuche integriert sind. Die Durchfuehrung der einzelnen Finite-Elemente-Berechnungsschritte ist sehr aufwaendig. Zur automatisierten Anwendung wurden daher geeignete Werkzeuge entwickelt. Dieses Berechnungskonzept wurde in der Entwicklungsphase eines gummigefederten "Speichen"-rades zur Festigkeitsabschaetzung eingesetzt. Besonderes Augenmerk galt den Gummielementen. Nach einer rechnerischen Optimierung bezueglich ihrer Federeigenschaften und Lebensdauer wurden zur Verifikation der Berechnung und zur Ermittlung des Festigkeitsverhaltens Schwingfestigkeitsversuche durchgefuehrt. (A) ABSTRACT IN ENGLISH: For the life and fatigue strength evaluation of rail vehicle wheels a calculation method was developed which integrates the experimental methods for durability evaluation of wheels, being approved over many years. Because of the complexity of the different finite-element calculation steps suitable tools are developed for automatic usage. In this report the calculation method is used during the development phase of a rubber-sprung rail vehicle "spoke"-wheel. The rubber elements were considered in detail. First the rubber elements were optimized regarding the spring characteristic and the fatigue strength, then tests were carried out to verify the calculations and investigate the fatigue strength. (A)