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Die Berechnung erschütterungsmindernder Eisenbahnfahrwege mit der kombinierten Finite-Element-Randelement-Methode

  • Um die Erschütterungen infolge von Schienenverkehr zu reduzieren, werden elastische Elemente in den Eisenbahnfahrweg eingebaut: elastische Zwischenlagen zwischen Schiene und Schwelle, elastische Schwellensohlen zwischen Schwelle und Schotter und Unterschottermatten unterhalb des Schotters. Das elastische Element führt zu einer ausgeprägten Eigenfrequenz des Gesamtsystems bestehend aus Fahrzeug, Fahrweg und Untergrund. Die Wirkung der elastischen Elemente beruht darauf, dass die Frequenzen oberhalb dieser Eigenfrequenz abgemindert werden. Für die Ermittlung der Wirksamkeit der Minderungsmaßnahme werden das Gleis mit elastischem Element und das Gleis ohne elastisches Element berechnet. Beide Eisenbahnfahrwege werden mit der kombinierten Finite-Element- Randelement-Methode berechnet, wobei das Gleis einschließlich des Schotters mit der Finite-Element-Methode berechnet wird, der Gleisuntergrund hingegen mit der Randelementmethode. Für die erschütterungsmindernden Gleise erweist esUm die Erschütterungen infolge von Schienenverkehr zu reduzieren, werden elastische Elemente in den Eisenbahnfahrweg eingebaut: elastische Zwischenlagen zwischen Schiene und Schwelle, elastische Schwellensohlen zwischen Schwelle und Schotter und Unterschottermatten unterhalb des Schotters. Das elastische Element führt zu einer ausgeprägten Eigenfrequenz des Gesamtsystems bestehend aus Fahrzeug, Fahrweg und Untergrund. Die Wirkung der elastischen Elemente beruht darauf, dass die Frequenzen oberhalb dieser Eigenfrequenz abgemindert werden. Für die Ermittlung der Wirksamkeit der Minderungsmaßnahme werden das Gleis mit elastischem Element und das Gleis ohne elastisches Element berechnet. Beide Eisenbahnfahrwege werden mit der kombinierten Finite-Element- Randelement-Methode berechnet, wobei das Gleis einschließlich des Schotters mit der Finite-Element-Methode berechnet wird, der Gleisuntergrund hingegen mit der Randelementmethode. Für die erschütterungsmindernden Gleise erweist es sich als vorteilhaft, spezielle Gleisendelemente an den Seiten des FE-Modells anzufügen. Dadurch wird zusätzlich zur Unendlichkeit des Untergrundes auch die unendliche Länge des Gleises berücksichtigt. Für die Ermittlung der Minderungswirkung werden die frequenzabhängige Nachgiebigkeit des Gleise, die Kraftübertragung des Gleises, und die Fahrzeug-Fahrweg-Wechselwirkung berechnet. Schließlich werden die Kraftminderungen verschiedener Eisenbahnfahrwege dargestellt und der Einfluss der wesentlichen Parameter untersucht.zeige mehrzeige weniger

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Autoren/innen:Lutz Auersch
Dokumenttyp:Beitrag zu einem Tagungsband
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Deutsch
Titel des übergeordneten Werkes (Deutsch):4. VDI-Fachtagung - Baudynamik 2012
Jahr der Erstveröffentlichung:2012
Verlag:VDI-Verl.
Verlagsort:Düsseldorf
Jahrgang/Band:2160
Erste Seite:171
Letzte Seite:184
Veranstaltung:4. VDI-Fachtagung - Baudynamik 2012
Veranstaltungsort:Kassel, Germany
Beginndatum der Veranstaltung:25.04.2012
Enddatum der Veranstaltung:26.04.2012
ISSN:0083-5560
ISBN:978-3-18-092160-0
Bemerkung:
Serientitel: VDI-Berichte – Series title: VDI-Berichte
Verfügbarkeit des Volltexts:Volltext-PDF im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:20.02.2016
Referierte Publikation:Nein