Einleitung:
Achterbahnen sollen Spaß machen aber auch Nervenkitzel verursachen. Ein wesentliches Element sind dabei die auf die Passagiere einwirkenden Beschleunigungen, die wiederum zum Teil hohe Beanspruchungen von Fahrzeugen und Schienen (Track) verursachen. Um die Hohen Sicherheitsstandards für Fahrgeschäfte zu erfüllen, wird in diese Branche intensiv auf Simulationen zurückgegriffen. LIMIT® bietet sich dabei für Betriebsfestigkeits- bzw. Dauerfestigkeitsnachweise an und enthält neben unterschiedlichen Spannungskonzepten auch jene für die Branche essentiellen Regelwerke, wie den Eurocode 3 (EN1993-1-9), die FKM-Richtlinie bzw. die GB 50017
Herausforderung:
Für eine neue Anlage wurde ein Festigkeitsnachweis des gesamten Schienenverlaufs nach der EN 13814 sowie dem Eurocode 3 gefordert. Eine Mehrkörpersimulation der Fahrt ergab die Belastungen der Schienen für 400 unterschiedliche Fahrzeugpositionen. Diese wurden in einer Finite Elemente Simulation weiter verarbeitet.
Mit diesen 400 Ergebnisdatensätzen, welche die Beanspruchungen der Schienen für eine komplette Fahrt enthalten, wurden schließlich Grundmaterial- und Schweißnahtbewertungen durchgeführt. Damit konnten die ausreichende Ermüdungsfestigkeit nach der EN 13814 für mindestens 30 Jahre Betrieb oder 5 Mio. Lastwechsel nachgewiesen werden.
Vorteile in der Verwendung von LIMIT®:
- Einschlägige Regelwerke für Fahrgeschäfte sind in LIMIT® enthalten.
- Automatische Identifikation aller Nahtpositionen auf Basis der Schaleneigenschaften (Shell Properties).
- Zusammenfassen von Nähten in sich wiederholenden Schweißbaugruppen über die Erstellung von Part Sets. Damit konnten 200 Nähte zu 20 Typen zusammengefasst werden, was die Definition der Nahtparameter deutlich effizienter machte.
- Effizientes Datenmanagement: LIMIT® hat kein Problem damit, die Daten aller 400 Lastfälle einzulesen und einen Betriebsfestigkeitsnachweis zu führen.
- Schnelle Erstellung eines Berichts: Mit dem Report Generator von LIMIT® konnten alle Näht samt Festigkeitsparametern, Position und Ergebnissen automatisch erfasst werden. Diese Berichte sind teil der Statik und können auch der Prüfbehörde vorgelegt werden.
Mit LIMIT® können sowohl das Grundmaterial als auch die Schweißnähte im Detail bewertet werden. Die nachfolgende Abbildung zeigt den Auslastungsgrad für das Grundmaterial zufolge der Ermüdung.
Ergebnis: Glückliche Kinder!
