Finite Elemente Analyse des Überrollens eines Herzstücks

摘要

When passing a crossing, the wheel experiences a sudden change in the inclination of the rolling planes, resulting from the design of the crossing-component (frog) and the conicity of the wheel. Consequently an impact occurs during this transition process. For the investigation of wear, crack initiation and propagation in the frog the exact contact positions and contact forces in the rolling contact are of immediate relevance. To identify them a completely three-dimensional, dynamic model of the process of a wheel passing a crossing is developed. Case studies for different rolling velocities of the wheel and different inclination angles of the rolling planes are performed and compared.%Beim Überrollen einer Weiche erfährt das Rad eine plötzliche Änderung in der Neigung der Rollebenen, die sich aus dem Design der Weichenkomponente (Herzstück) und aus der Konizität des Rades ergibt. Infolgedessen kommt es während dieses Überleitungsprozesses zu einem Stoß. Für die Untersuchung von Verschleiß, Rissinitiierung und -wachstum im Herzstück ist die Kenntnis der genauen Kontaktpositionen und Kontaktkräfte im Rollkontakt von großer Bedeutung. Zu deren Ermittlung wird ein komplett dreidimensionales, dynamisches Modell des Überrollvorgangs eines Rades über ein Herzstück entwickelt. Es werden Fallstudien für verschiedene Rollgeschwindigkeiten des Rades und verschiedene Neigungswinkel der Rollebenen durchgeführt und gegenübergestellt.