Schienenfahrzeugdynamik

1. Einleitung. - 1. 1 Grundlegende Aufgaben des Rad/Schiene-Systems. - 1. 2 Bedeutung der Dynamik für den Betrieb von Schienenfahrzeugen. - 1. 3 Zur Geschichte der bahntechnischen Forschung seit 1800. - 1. 4 Bahntechnische Industrie in Europa. - 1. 5 Übersicht über das Buch. - 2. Modellierung von Fahrzeug, Gleis und Anregung. - 2. 1 Vorüberlegungen und Koordinatensysteme. - 2. 2 Fahrzeugmodellierung. - 2. 3 Modellierung des Gleises und der Anregung. - 3. Modellierung des Rad/Schiene-Kontaktes. - 3. 1 Profilgeometrie. - 3. 2 Kinematik des Kontakts von Rad und Schiene. - 3. 3 Normalkontaktmechanik. - 3. 4 Tangentialkontaktmechanik. - 4. Vertikaldynamik. Bewegungsgleichungen und freie Schwingungen. - 4. 1 Bezeichnungen und Annahmen. - 4. 2 Bewegungsdifferentialgleichungen mit Impuls und Drallsatz. - 4. 3 Prinzip der virtuellen Verrückungen für Starrkörpersysteme. - 4. 4 Aufstellen der Bewegungsgleichungen mit dem Prinzip. - 4. 5 Bewegungsgleichungen für elastische Wagenkästen. - 4. 6 Lösung für freie Schwingungen. - 4. 7 Übungsaufgaben zu Kapitel 4. - 5. Erzwungene Vertikalschwingungen, Frequenzbereichslösung. - 5. 1 Komplexe Schreibweise. - 5. 2 Vertikalschwingungen beim Abrollen über ein Cosinusgleis. - 5. 3 Fahrzeug auf allgemein periodischem Gleis. - 5. 4 Lösung für ein Fahrzeug mit elastischem Wagen. - 5. 5 Aufgaben zu Kapitel 5. - 6. Regellose Schwingungen. - 6. 1 Charakterisierung einer unregelmäßigen Fahrbahn. - 6. 2 Ermittlung der Fahrzeugantwort bei regelloser Gleisanregung. - 6. 3 Spektrale Leistungsdichten von Gleislagefehlern. - 6. 4 Wegkreisfrequenzen und Zeitkreisfrequenzen. - 6. 5 Bedeutung des Antwortleistungsspektrums. - 7. Schwingungseinwirkungen auf den Menschen Komfortbeurteilung. - 7. 1 Wertungsziffer nach Sperling. - 7. 2 ISO 2631. - 7. 3 CEN Norm ENV 12299. - 7. 4 Abschlussbemerkungen. - 7. 5 Übungsaufgaben zu Kapitel 7. - 8. Einführung in die Lateraldynamik. - 8. 1 Vorbemerkung. - 8. 2 Sinuslauf und Klingelformel. - 8. 3 Voraussetzungen und Annahmen bei der Ableitung der KlingelFormel. - 8. 4 Bestimmung der wirksamen Konizität mit Gleichung (8. 13). - 9. Bewegungsgleichungen für die Lateraldynamik. - 9. 1 Prinzip für einen gefesselten Radsatz. - 9. 2 Übungsaufgaben zu Kapitel 9. - 10. Laterales Eigenverhalten eines Radsatzes. - 10. 1 Ermittlung von Eigenwerten und Eigenvektoren. - 10. 2 Wurzelortskurven. - 10. 3 Näherungslösung für niedrige Geschwindigkeiten. - 10. 4 Stabilitätsuntersuchung mit Beiwertbedingung oder HurwitzKriterium. - 10. 5 Kritische Geschwindigkeit eines Einzelradsatzes. - 10. 6 Interpretation der Stabilitätsgrenzbedingung des Einzelradsatzes. - 10. 7 Übungsaufgaben zu Kapitel 10. - 11. Laterales Eigenverhalten und Stabilität von Drehgestellen. - 11. 1 Nummerische Ermittlung der Eigenwerte und der Grenzgeschwindigkeit. - 11. 2 Analytische Näherungslösungen bei Drehgestellen. - 11. 3 Übungsaufgaben zu Kapitel 11. - 12. Stabilität von Drehgestell-Fahrzeugen. - 12. 1 Stabilität eines aus zwei Wagen bestehenden Zuges. - 12. 2 Stabilität eines Drehgestellfahrzeugs. - 12. 3 Anregungen zur Weiterarbeit zu Kapitel 12. - 13. Nichtlineare Stabilitätsuntersuchungen. - 13. 1 Vorbemerkung. - 13. 2 Nichtlineare kritische Geschwindigkeit. - 13. 3 Verfahren von Urabe und Reiter. - 13. 4 Methode der Quasilinearisierung. - 13. 5 Grenzen der Fourierzerlegung. - 13. 6 Nichtlineare Stabilitätsberechnung im Zeitbereich. - 13. 7 Anregungen zur Weiterarbeit zu Kapitel 13. - 14. Quasistatischer Bogenlauf. - 14. 1 Historische Vorbemerkung. - 14. 2 Allgemeine Anmerkungen. - 14. 3 Bogenlauf eines Radsatzes. - 14. 4 Radsatz im mitgeführten Rahmen. - 14. 5 Bogenlauf von Drehgestellen und ganzen Fahrzeugen. - 14. 6 Verschleißberechnung im Rad-Schiene Kontakt. - 14. 7 Übungsaufgaben zu Kapitel 14. - 15. Beanspruchungsermittlung von Fahrzeugkomponenten. - 15. 1 Einleitung. - 15. 2 Prinzipielle Vorgehensweise. - 15. 3 Spannungsberechnung im Bauteil. - 15. 4 Ermittlung von Beanspruchungskollektiven. - 15. 5 Schadensakkumulation Festigkeitsnachweis. - 15. 6 Übungsaufgaben zu Kap. 15. - 16. Anhang. - 16. 1 Formelzeichen. - 16. 2 Koordinatensysteme. - 16. 3 Grundlagen der Kontaktmechanik. - Funktion ? für die Lösung nach Vermeulen-Johnson. - 16. 5 Grundgleichungen der vereinfachten Rollkontakttheorie. - 16. 6 Stabilitätsbedingungen charakteristischer Gleichungen mit dem Hurwitz-Kriterium. - 16. 7 vcrit mit Nebendiagonalgliedern der Dämpfungsmatrix. - 17. Literaturverzeichnis.