EI – DER EISENBAHNINGENIEUR | Issue 04/2011
Geometrie und Druckspannungen im Rad/Schiene-Kontakt
Der vorliegende Beitrag beschreibt die experimentelle Ermittlung der Kontaktflächengeometrie und Kontaktspannungsverteilung innerhalb der Berührfläche zwischen Rad und Schiene. Die Untersuchungen wurden mithilfe von Druckmessfolien an einem eigens für diesen Zweck entwickelten Rad/Schiene-Prüfstand durchgeführt. Die Ergebnisse der Kontaktflächengeometrie zeigen eine sehr starke Abhängigkeit von der Rad /Schiene-Position. Sie stimmen gut mit denen aus Finite-Elemente-Analysen überein. Es wurde weiterhin ein Verfahren vorgeschlagen, welches näherungsweise auf die Normalspannungsverteilung innerhalb der Kontaktfläche führt. Der Grundgedanke dieser Vorgehensweise ist es, einen Zusammenhang zwischen der aufgeprägten Radlast und dem Wachstumsverhalten der Kontaktflächen zu finden. Die so näherungsweise ermittelten Kontaktdruckverteilungen weichen um bis zu 25% von den Rechenergebnissen ab. Hier besteht noch weiterer Untersuchungs- und Optimierungsbedarf.