Modellierung von Schädigungen aus fahrdynamischen Lasten für den Betriebsfestigkeitsnachweis von Schienenfahrzeugen

Die betriebsfeste Auslegung von Schienenfahrzeugen erfordert eine genaue Kenntnis zum einen der Lasten, die über die Betriebsdauer auf das Fahrzeug wirken und zum anderen deren Einfluss auf die Schädigungen der Fahrzeugstruktur. Da die Messung aller repräsentativen Lasten sehr aufwendig und bei Fahrzeugen in der Entwicklung nicht durchführbar ist, werden Simulationstools verwendet, welche die Lasten aus der Fahrdynamik und der Aerodynamik abbilden können. Auf Basis der Lasten werden dann die Beanspruchungen und Schädigungen in der Struktur berechnet.
Nachfolgend werden Modellierungsansätze der Schädigungen aus den fahrdynamischen Lasten für die betriebsfeste Auslegung dargestellt. Neben dem eigentlichen Simulationsprozess, der auf detaillierten Mehrkörpersystem (MKS) und Finite Elemente (FE) Modellen des Fahrzeuges basiert, wird ein Ansatz vorgestellt, der auf dem Clustering von Referenzdaten und der Prognose der Schädigung mittels Zuordnung von Streckendaten zu diesen Clustern basiert. Damit soll ermöglicht werden, Schädigungseinflüsse in einem Netz ohne die kostenintensive MKS und FE Simulation aller Strecken abschätzen zu können.