Verfügbarkeit: Schienenfahrzeugdynamik | Technische Universität München

Schienenfahrzeugdynamik:

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Bibliographische Detailangaben
Beteiligte Personen:	Knothe, Klaus 1937-2021 (VerfasserIn), Stichel, Sebastian (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	Deutsch
Veröffentlicht:	Berlin [u.a.] Springer 2003
Schriftenreihe:	Engineering online library
Schlagwörter:	Fahrdynamik Schienenfahrzeug
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Beschreibung:	Literaturverz. S. 325 - 336
Umfang:	XIII, 341 S. Ill., graph. Darst. : 24 cm
ISBN:	3540434291 9783540434290

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adam_text	KLAUS KNOTHE SEBASTIAN STICHEL SCHIENENFA HRZEUGDYNAMI K MIT 155 ABBILDUNGEN SPRINGER INHALTSVERZEICHNIS 1. EINLEITUNG ....................... ................. 1 1.1 GRUNDLEGENDE AUFGABEN DES RAD/SCHIENE-SYSTEMS .......... 1 1.3 ZUR GESCHICHTE DER BAHNTECHNISCHEN FORSCHUNG SEIT 1800. .... 4 1.3.1 VON 1800 BIS 1945 ................. ........ 4 1.2 BEDEUTUNG DER DYNAMIK FUER DEN BETRIEB VON SCHIENENFAHR- ZEUGEN ...... .................. .......... 2 1.3.2 1.3.3 NEUANFANG NACH 1945: JAPAN UND FRAN FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG IN DEUTSCHLAND ZUR UEBER- WINDUNG DER ,,GRENZEN DES RAD/SCHIENE-SYSTEMS .... 11 1.4 BAHNTECHNISCHE INDUSTRIE IN EUROPA ....................... 13 1.5 UEBERSICHT UEBER DAS BUCH ................... 1.5.1 EINTEILUNG IN GRUPPEN ................... 1.5.3 BOGENLAUF ............ ................. 2. MODELLIERUNG VON FAHRZEUG, GLEIS UND ANREGUNG ......... 17 2.1 VORUEBERLEGUNGEN UND KOORDINATENSYSTEME ......... 2.2 FAHRZEUGMODELLIERUNG ....... .................... 18 1.5.2 VERTIKALSCHWINGUNGEN UND LATERALSCHWIN 1.5.4 FREQUENZBEREICHSRECHNUN .... 17 2.2.1 LAUFWERKSKONSTRUKTIONEN. RADSATZFESSELUNGEN UND DREH- GESTELLFUEHRUNGEN ............................. 18 2.2.2 MECHANISCHES MODELL DES FAHRZEUGS. VERBINDUNG MENTE ........................................... 23 .... 26 2.3.2 MODELLIERUNG DER ANREGUNG . . ................ 28 2.2.3 ELASTISCHE WAGENKAESTEN ..... ................ 24 MODELLIERUNG DES GLEISES UND DER ANREGUNG. ...... 2.3.1 GLEISMODELLIERUNG ............ ................ 26 3. MODELLIERUNG DES RAD/SCHIENE-KONTAKTES ................ 33 2.3 3.1 PROFILGEOMETRIE .... ........................ 3.2 KINEMATIK DES KONTA RAD UND SCHIENE.. ....... 3.2.1 KINEMATIK DES KONTAKTS BEI KONISCHEN PROFILEN UND KREISPROFILEN ............. ................. 37 3.2.2 KONTAKTKINEMATIK BEI BELIEBI ... 43 VIII INHALTSVERZEICHNIS 3.2.3 ZUR ERMITTLUNG DER AEQUIVALENTEN BERUEHRKENNGROESSEN MIT DER METHODE DER QUASILINEARISIERUNG ............ 45 3.2.4 UMRECHNUNG IN AEQUIVALENTE KREISPROFILE ............. 48 3.2.5 LINEARISIERTE KONTAKTKINEMATIK MIT GLEISLAGEFEHLERN . . 49 3.2.6 SCHLUPFBERECHNUNG ................................ 50 3.3 NORMALKONTAKTMECHANIK ................................. 52 3.3.1 UEBERBLICK ZUR KONTAKTSPANNUNGSBERECHNUNG ........ 52 3.3.2 ANNAHMEN ZUM NORMALKONTAKTPROBLEM ............ 52 3.3.3 NICHTELLIPTISCHE KONTAKTFLAECHEN .................... 53 3.3.4 BEHANDLUNG DES NORMALKONTAKTPROBLEMS NACH HERTZ . 54 3.3.5 KUGELKONTAKT ODER PUNKTKONTAKT (POINT CONTACT) .... 57 3.3.7 WALZENKONTAKT, LINIENKONTAKT . ................ 59 3.3.8 LINEARISIERTES ERSATZMODELL .... ................ 60 3.4 TANGENTIALKONTAKTMECHANIK .............................. 60 3.4.1 EINFUEHRUNG IN DAS TANGENTIALKONTAKTPROBLEM ........ 60 3.4.2 ANALYTISCHE LOESUNG FUER WALZENKONTAKT (LINIENKONTAKT) 64 3.4.3 KALKERS THEORIE DES ROLLKONTAKTS FUER ELLIPSOIDKONTAKT 66 3.4.4 NAEHERUNGSLOESUNG NACH VERMEULEN-JOHNSON UND SHEN- HEDRICK-ELKINS ................................... 68 3.4.5 VEREINFACHTE THEORIE DES ROLLENDEN KONTAKTES [107] ... 72 3.4.6 ANPASSUNG DER THEORIE AN DIE PRAXIS ........ 3.3.6 ELLIPSOIDKONTAKT ................................. 57 4 . VERTIKALDYNAMIK . BEWEGUNGSGLEICHUNGEN UND FREIE SCHWIN- GUNGEN ................................................... 79 4.1 BEZEICHNUNGEN UND ANNAHMEN ........................... 79 4.2 BEWEGUNGSDIFFERENTIALGLEICHUNGEN MIT IMPULS UND DRALLSATZ . . 80 4.2.1 VERSCHIEBUNGSFREIHEITSGRADE BEIM ZWEIACHSER ......... 81 4.2.2 ZWANGSBEDINGUNGEN .............................. 82 4.2.3 KRAEFTE IN DEN FEDER- UND DAEMPFERELEMENTEN ......... 82 4.2.4 FREISCHNEIDEN DER EINZELMASSEN .............. 4.2.5 IMPULS- UND DRALLSATZ ZUM AUFSTELLEN DES GLEICH SYSTEMS ......................................... 87 4.2.6 ELIMINATION DER ZWANGSKRAEFTE . ENDGUELTIGES GLEICHUNGS- SYSTEM .......................................... 87 4.3 PRINZIP DER VIRTUELLEN VERRUECKUNGEN FUER STARRKOERPERSYSTEME . . 90 4.3.1 VORBEMERKUNGEN ................................. 90 4.3.2 FORMULIERUNG DES PRINZIPS DER VIRTUELLEN VERRUECKUNGEN 90 4.3.3 EINBAU KINEMATISCHER ZWANGSBEDINGUNGEN . BEISPIEL FAHR- ZEUG ......................................... 4.4 AUFSTELLEN DER BEWEGUNGSGLEICHUNGEN MIT DEM PRINZIP ...... 94 VERSCHIEBUNGSVEKTOR MIT DEN FREIHEITSGRADEN DES FREI- GESCHNITTENEN SYSTEMS ............................ 94 ZUSAMMENHANG ZWISCHEN FEDERDEHNUNGEN UND SYSTEM- VERSCHIEBUNGEN ................................... 94 4.4.1 4.4.2 INHALTSVERZEICHNIS IX 4.4.3 ANGABE DER FEDERGESETZE UND FORMULIERUNG DER VIRTU- ELLEN FORMAENDERUNGSENERGIE ........................ 95 4.4.4 ANGABE DER MASSENMATRIX UND FORMULIERUNG DER VIR- TUELLEN -4RBEIT DER MASSENTRAEGHEITSKRAEFTE ............ 96 4.4.5 AEUSSERE BELASTUNGEN UND ZWANGSKRAEFTE .............. 96 4.4.6 SYSTEM VON BEWEGUNGSDIFFERENTIALGLEICHUNGEN DES FREI- EN SYSTEMS . EINFUEHRUNG VON ZWANGSBEDINGUNGEN ..... 97 4.5 BEWEGUNGSGLEICHUNGEN FUER ELASTISCHE WAGENKAESTEN ......... 98 4.6 LOESUNG FUER FREIE SCHWINGUNGEN ........................... 100 4.7 UEBUNGSAUFGABEN ZU KAPITEL 4 ............................ 103 4.7.1 ZWANGSKRAEFTE BEI ERFUELLUNG DER ZWANGSBEDINGUNGEN . . 103 4.7.2 GUELTIGKEIT DER ROLLBEDINGUNG ...................... 103 5 . ERZWUNGENE VERTIKALSCHWINGUNGEN. FREQUENZBEREICHSLOESUNG 105 5.1 KOMPLEXE SCHREIBWEISE .................................. 106 5.2 VERTIKALSCHWINGUNGEN BEIM ABROLLEN UEBER EIN COSINUSGLEIS ... 109 5.2.1 GLEISLAGEFEHLER UND FUSSPUNKTANREGUNG .............. 109 5.2.2 LOESUNG FUER DIE TAUCHBEWEGUNG ..................... 110 5.2.3 INTERPRET. ATION DER LOESUNG ......................... 113 FAHRZEUG AUF ALLGEMEIN PERIODISCHEM GLEIS ................. 117 LOESUNG FUER EIN FAHRZEUG MIT ELASTISCHEM WAGEN ............ 121 AUFGABEN ZU KAPITEL 5 .................................. 122 5.5.1 ZWEIACHSIGES FAHRZEUG AUF COSINUSGLEIS .............. 122 5.5.2 ZWEIACHSER AUF ALLGEMEIN PERIODISCHEM GLEIS ......... 123 5.3 5.4 5.5 6 . REGELLOSE SCHWINGUNGEN .................................. 125 6.1 CHARAKTERISIERUNG EINER UNREGELMAESSIGEN FAHRBAHN .......... 125 6.2 ERMITTLUNG DER FAHRZEUGANTWORT BEI REGELLOSER GLEISANREGUNG 127 6.3 SPEKTRALE LEISTUNGSDICHTEN VON GLEISLAGEFEHLERN ............ 131 6.3.1 EINIGE ANMERKUNGEN ZUR ERMITTLUNG DER SPEKTRALEN LEISTUNGSDICHTE DER GLEISLAGEFEHLER .................. 131 6.3.2 WEGKREISFREQUENZEN UND ZEITKREISFREQUENZEN ............... 137 BEDEUTUNG DES ANTWORTLEISTUNGSSPEKTRUMS ................. 137 SPEKTRALE LEISTUNGSDICHTEN FUER DAS NETZ DER DB ...... 133 6.4 6.5 7 . SCHWINGUNGSEINWIRKUNGEN AUF DEN MENSCHEN . KOMFORTBE- URTEILUNG ................................................. 139 7.1 WERTUNGSZIFFER NACH SPERLING ............................ 140 7.1.1 ALLGEMEIN PERIODISCHE SCHWINGUNGEN ................ 143 7.1.2 REGELLOSE SCHWINGUNGEN ........................... 143 7.2 ISO 2631 .............................................. 146 7.3 CEN NORM ENV 12299 ................................. 149 7.3.1 VEREINFACHTES KRITERIUM FUER MITTLEREN KOMFORT ~ NMV 150 7.3.2 KOMFORTSTOERUNGEN IN UEBERGANGSKURVEN ~ PCT ........ 151 7.3.3 DISKRETE KOMFORTSTOERUNGEN - PDE .................. 153 X INHALTSVERZEICHNIS 7.4 ABSCHLUSSBEMERKUNGEN .................................. 154 7.4.1 7.4.2 7.4.3 EINWIRKUNGSDAUER EINER KOMFORTBEEINTRAECHTIGENDEN MESSEN ODER RECHNEN ............................. 154 KOMFORT ALS SYSTEMEIGENSCHAFT ..................... 154 SCHWINGUNG ...................................... 155 UEBUNGSAUFGABEN ZU KAPITEL 7 ............................ 155 7.5 7.5.1 BERECHNEN DER WERTUNGSZIFFER NACH SPERLING .......... 155 8 . EINFUEHRUNG IN DIE LATERALDYNAMIK ........................ 157 8.1 VORBEMERKUNG ......................................... 157 8.2 SINUSLAUF UND KLINGELFORMEL .............................. 161 8.3 VORAUSSETZUNGEN UND ANNAHMEN BEI DER ABLEITUNG DER KLINGEL- FORMEL ................................................ 164 8.4 BESTIMMUNG DER WIRKSAMEN KONIZITAET MIT GLEICHUNG (8.13) . . 166 9 . BEWEGUNGSGLEICHUNGEN FUER DIE LATERALDYNAMIK ....... 9.1 PRINZIP FUER EINEN GEFESSELTEN RADSATZ ...................... 167 9.1.1 BETRACHTETES SYSTEM UND EINWIRKENDE KRAEFTE ......... 167 9.1.2 FORMULIERUNG DES PRINZIPS DER VIRTUELLEN VERRUECKUNGEN 169 9.1.3 ERMITTLUNG DER VIRTUELLEN VERSCHIEBUNGEN ............ 170 9.1.4 GLEICHGEWICHTSBEDINGUNGEN IN RICHTUNG UND UM DIE Y-ACHSE ............ ........................ 173 9.1.5 GLEICHGEWICHTSBEDINGU IN Y-RICHTUNG UND UM DIE Z-ACHSE ......................................... 173 INTERPRETATION DER SCHLUPFKRAFTTERME IN G1 (9.13) ..... 175 ROLLWIDERSTAND INFOLGE BOHRSCHLUPF . . 9.2 UEBUNGSAUFGABEN ZU KAPITEL 9 ............. .......... 175 9.2.1 9.2.2 9.2.3 BEWEGUNGSGLEICHUNGEN FUER ERZWUNGENE LATERALSCHWIN- 9.2.4 ROLLWIDERSTAND IN DE CHTEN THEORIE ......... 176 9.2.5 NUMMERISCHE BESETZUNG DER BEWE ............ 176 9.2.6 SCHLUPFKRAEFTE BEI ANNAHME EINE FREIEN REFERENZZUSTANDES ....... GUNGEN ............ ........................ 175 CHUNG EINES GEFESSELTEN RADSATZES ... 10 . LATERALES EIGENVERHALTEN EINES RADSATZEC ................. 179 10.1 ERMITTLUNG VON EIGENWERTEN UND EIGENVEKTOREN ............ 179 10.2 WURZELORTSKURVEN ....................................... 181 10.3 NAEHERUNGSLOESUNG FUER NIEDRIGE GESCHWINDIGKEITEN ............ 183 10.4 STABILITAETSUNTERSUCHUNG MIT BEIWERTBEDINGUNG ODER HURWITZ- KRITERIUM ............................................. 187 10.5 KRITISCHE GESCHWINDIGKEIT EINES EINZELRADSATZES ............ 189 10.6 INTERPRETATION DER STABILITAETSGRENZBEDINGUNG DES EINZELRAD- SATZES ................................................. 190 10.7 UEBURIGSAUFGABEN ZU KAPITEL 10 ........................... 195 INHALTSVERZEICHNIS XI 10.7.1 CHARAKTERISTISCHE GLEICHUNG ....................... 195 10.7.2 TRANSFORMATION DER RADSATZ- BEWEGUNGSDIFFERENTIAL- GLEICHURIG ....................................... 195 10.7.3 GRAFISCHE DARSTELLUNG DER WURZELORTSKURVEN EINES GE- FESSELTEN EINZELRADSATZES UND BESTIMMUNG DER KRITI- SCHEN GESCHWINDIGKEIT ............................ 196 10.7.4 LOSRADSATZ ....................................... 196 11 . LATERALES EIGENVERHALTEN UND STABILITAET VON DREHGESTELLEN 197 11.1 NUMMERISCHE ERMITTLUNG DER EIGENWERTE UND DER GRENZGE- ....................................... 197 RUNGSLOESUNGEN BEI DREHGESTELLEN .......... 203 11.2.1 KOORDINATENTRANSFORMATIONEN ZUR EINFUEHRUNG GENERA- 11.2.2 DREHGESTELLE MIT UNENDLICH GROSSER BIEGE- UND SCH 11.2.3 KONSTRUKTIVE REALISIERUNG SEHR GROSSER BIEGE- UND SCHER- 11.2.4 DREHGESTELLE MIT UNENDLICH GROSSER SCHERSTEIFIGKEIT ..... 220 11.2.5 DREHGESTELLE MIT UNENDLICH GROSSER BIEGESTEIFIGKEIT 11.2.6 DREHGESTELLE MIT ENDLICHER BIEGE- UND SCHERSTEIFIG 11.3.1 BEWEGUNGSGLEICHUNGEN EINES DREHGESTELLS ......... 11.3.2 BEWEGUNGSGLEICHUNGEN EINES FREI ROLLENDEN DREHGESTELLS 11.3.3 BEZIEHUNGEN FUER BIEGESTEIFIGKEIT UND SCHERSTEIFIGKEIT . . 227 LISIERTER VERSCHIEBUNGSZUSTAENDE ................. ................................... 215 ST EIFIGKEITEN ...................................... 219 11.3 UEBUNGSAUFGABEN ZU KAPITEL 11 .......... ............ 226 BEI NIEDRIGEN GESCHWINDIGKEITEN ................ 227 12 . STABILITAET VON DREHGESTELL-FAHRZEUGEN .................... 229 12.1 STABILITAET EINES AUS ZWEI WAGEN BESTEHENDEN ZUGES ......... 229 12.2 STABILITAET EINES DREHGESTELLFAHRZEUGS ...................... 233 12.2.1 SINUSLAUF EINES DREHGESTELLFAHRZEUGS ................ 234 12.2.2 DREHGESTELL-SINUSLAUF ............................. 238 12.2.3 AUSWIRKUNG VON REIBDREHHEMMUNGEN ............... 239 12.3 ANREGUNGEN ZUR WEITERARBEIT ZU KAPITEL 12 ................ 241 VON BIEGE- UND SCHERSTEIFIGKEIT ..................... 241 12.3.1 ABHAENGIGKEIT DER STABILITAET DES DREHGESTELLFAHRZEUGS 12.3.2 STABILITAET EINES FAHRZEUGS MIT LOSRADSAETZEN .......... 241 12.3.3 REIBDREHHEMMUNG UND DREHHEMMUNG MIT VISKOSEN DAEMPFERN ....................................... 241 13 . NICHTLINEARE STABILITAETSUNTERSUCHUNGEN ................... 243 13.2 KICHTLINEARE KRITISCHE GESCHWINDIGKEIT ..................... 244 13.3 VERFAHREN VON URABE UND REITER .......................... 246 13.4 MET. HODE DER QUASILINEARISIERUNG .......................... 250 13.1 VORBEMERKUNG ......................................... 243 XI1 INHALTSVERZEICHNIS 13.5 GRENZEN DER FOURIERZERLEGUNG ............................ 252 13.6 NICHTLINEARE STABILITAETSBERECHNUNG IM ZEITBEREICH ........... 253 13.7 ANREGUNGEN ZUR WEITERARBEIT ZU KAPITEL 13 ................ 253 13.7.1 STABILITAETSUNTERSUCHUNG FUER DAS BOEDECKER-FAHRZEUG . . 253 14 . QUASISTATISCHER BOGENLAUF ................................ 255 14.1 HISTORISCHE VORBEMERKUNG ............................... 255 14.2 ALLGEMEINE ANMERKUNGEN ............................... 256 14.3 BOGENLAUF EINES RADSATZES .............................. 257 14.3.1 FREI LAUFENDER RADSATZ IM BOGEN (KINEMATISCHER BO- GENLAUF) ......................................... 257 14.4 RADSATZ IM MITGEFUEHRTEN RAHMEN ........................ 258 ....... 266 14.5.1 VERFAHREN ZUR BERECHNUNG DES BOGENLAUFES NACH UE- BELACKER UND HEUMANN ............................ 267 14.5.2 KRAEFTE BEIM BOGENLAUF VON DREHGESTELLEN MIT FEDE- RUNG ........................................... 270 14.6 VERSCHLEISSBERECHNUNG IM RAD-SCHIENE KONTAKT ............ 272 14.7 UEBUNGSAUFGABEN ZU KAPITEL 14 ........................... 275 14.7.1 VORZEICHEN DER SCHLUPFKRAEFTE BEI UNTERSCHIEDLICHEN RAD- SATZSTELLUNGEN .................................... 275 14.7.3 BOGENLAUF EINES EINZELRADSATZES .................... 276 14.5 BOGENLAUF VON DREHGESTELLEN UND GANZEN FAHRZEUGEN 14.7.2 SCHIEFSTELLUNG UND VERSATZ VON RADSAETZEN ........... 275 15 . BEANSPRUCHUNGSERMITTLUNG VON FAHRZEUGKOMPONENTEN .... 277 15.1 EINLEITUNG ............................................. 277 15.2 PRINZIPIELLE VORGEHENSWEISE ............................. 278 15.3 SPANNUNGSBERECHNUNG IM BAUTEIL ......................... 280 15.3.1 FE-RECHNUNG IN JEDEM ZEITSCHRITT .................. 280 15.3.2 SPANNUNGSBERECHNUNG MIT HILFE VON TRANSFORMATIONS- MATRIZEN ........................................ 281 15.4 ERMITTLUNG VON BEANSPRUCHUNGSKOLLEKTIVEN ................ 283 ........... 284 15.4.1 ERMITTLUNG ERTRAGBARER BEANSPRUCHUNGEN 15.4.2 ZAEHLVERFAHREN ZUR KOLLEKTIVERMITTLUNG .............. 286 15.4.4 SUPERPOSITION ZUM GESAMTKOLLEKTIV ................. 294 15.4.3 UMRECHNEN DES ZWEIPARAMETRISCHEN KOLLEKTIVS IN EIN EINPARAMETRISCHES KOLLEKTIV ....................... 292 15.5 SCHADENSAKKUMULATION - FESTIGKEITSNACHWEIS .............. 296 15.5.1 SCHADENSAKKUMULATIONSHYPOTHESEN ................. 296 15.5.2 KONZEPTE ZUR BETRIEBSFESTIGKEITSBERECHNUNG BEI SCHIE- NENFAHRZEUGEN ................................... 297 15.6 UEBUNGSAUFGABEN ZU KAP . 15 ............................. 299 15.6.1 TRANSFORMATIONSMATRIX ZWISCHEN MKS-FREIHEITSGRADEN UND SPANNUNGEN IM DREHGESTELL .................... 299 INHALTSVERZEICHNIS XI11 15.6.2 ERMITTLUNG DES BELASTUNGSKOLLEKTIV DER FEDERKRAEFTE MIT HILFE DER SPEKTRALDICHTENETHODE ................ 299 . 301 ................ .......... 301 . 309 .............. 16.2 KOORDINATENSYSTEME ............................ 16.3 GRUNDLAGEN DER KONTAKTMECHANIK . . 16.3.1 HERTZSCHE KONTAKTMECHANIK ........... 16.3.3 GRUNDGLEICHUNGEN FUER DAS TA 16.3.2 KONTAKTGLEICHUNG ........... ................. 313 16.4 FUNKTION FUER DIE LOESUNG NACH VERMEULEN-JOHNSON ........ 318 16.5 GRUNDGLEICHUNGEN DER VEREINFACHTEN ROLLKONTAKTTHEORIE ...... 319 HURWITZ-KRITERIUM .... .............................. 320 IALKONTAKTPROBLEM . 315 NACH CARTER ....... .................. 16.6 STABILITAETSBEDINGUNGEN CHARAKTERISTISCHER GLEICHUNGEN MIT DEM 16.7 MIT NEBENDIAGONAL ERN DER DAEMPFUNGSMATRIX. ...... 322 323 17. LITERATURVERZEICHNIS .......... ................... SACHREGISTER ..............................................
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Bestandsangaben von Teilbibliothek Stammgelände
Signatur:	0002 VER 207f 2012 A 5693 Lageplan
Exemplar 1	Ausleihbar Am Standort