Einleitung:
Für die Zertifizierung von Schienenfahrzeugen wie zum Beispiel Metros sind detaillierte Festigkeitsnachweise erforderlich. Speziell der Nachweis ausreichender Ermüdungsfestigkeit ist für alle Schweißnähte verpflichtend. Für Konstruktionen aus Stahl oder korrosionsfreiem Stahl wird der Ermüdungsfestigkeitsnachweis häufig nach der DVS1612 geführt. Die zugehörigen Lasten stammen meist aus der EN12663 und zusätzlichen Quellen wie Messungen oder MKS-Simulationen. Ziel dieses Projektes war eine Optimierung der Unterflurhängungen im Bezug auf einfache Fertigung sowie ein anschließender Festigkeitsnachweis gegen Versagen unter Maximallasten sowie Ermüdungsbruch.
Herausforderungen:
Bei Metros werden Aggregate wie Klimaanlagen oder Kompressoren aufgrund von Platzmangel häufig unter dem Fahrzeugboden angebracht. Dazu werden an der Unterflurkonstruktion Hängungen bzw. Konsolen angeschweißt, auf denen über lösbare Verbindungen die Geräte gelagert sind. Um die genauen Beanspruchungen der Hängungen zu bestimmen, wurden die elastischen Eigenschaften des Wagenkastens über ein vollständiges Finite Elemente Modell des Wagenkastens erfaßt. Die unterschiedlichen Geräte wurden mit ihrer Steifigkeit und Masse korrekt abgebildet. Das Modell bestand primär aus Schalenelementen wobei aufgrund vieler Lastfälle trotzdem große Datenmengen zu verarbeiten waren. Durch Iterationen wurde eine einfach herzustellende und dauerfeste Schweißkonstruktion für die Unterflurhängungen entwickelt. Dieser Optimierungsprozess konnte auch in Kombination mit LIMIT® durch die Nahtregenerierung nach einer Modifikation des FE-Modells schnell und effizient durchgeführt werden.
Vorteile in der Verwendung von LIMIT:
- Schnelle und einfache Identifikation und Topologieklassierung der Schweißnähte über die Shell Property und Part Information
- Definition der Nahtausführung auf Basis der Topologieklassierung
- Einfache manuelle Anpassung von Nahteigenschaften für Nähte die nicht den Default-Einstellungen entsprechen
- Normenkonformer Festigkeitsnachweis nach der DVS1612
- Effiziente Nachweisführung auch in iterativen Prozessen mit Modellanpassungen
- Automatische Berichterstellung über den Report Generator
