Gleisdynamik
1st Edition
Published on 8. September 2021
Book
Paperback/Softback
VIII, 222 pages
978-3-433-03366-1 (ISBN)
Description
Das Buch gibt in einem ersten Teil einen Überblick über die Probleme, die sich aufgrund der dynamischen Wechselwirkung zwischen Fahrzeug und Gleis ergeben. Anschließend werden die Möglichkeiten zur Modellierung aller Gleiskomponenten sowie derjenigen Fahrzeugkomponenten dargestellt, die bei Erfassung von Wechselwirkungen zu berücksichtigen sind. Lösungsalgorithmen und Lösungsbeispiele schließen den ersten Teil ab. - Als zweiter Teil ist eine deutsche Übersetzung der ersten Arbeit, in der Fragen der Gleisdynamik behandelt werden, aufgenommen (Timoshenko, 1915). Timoshenko verwendet eine außerordentlich einfache, aber auch heute noch in vielen Fällen sehr erfolgreiche dynamische Erweiterung des Modells der Winklerschen Bettung für Rechnungen im Zeitbereich.- Im dritten Teil schließlich wird zunächst das statische Modell von Winkler so für dynamische Rechnungen im Frequenzbereich erweitert, dass sich eine breite Palette von Gleismodellen damit behandeln lassen. Der Übergang zu Zeitbereichsmodellen, bei denen es sich dann um Erweiterungen des Timoshenko-Modells handelt, wird vollzogen. Im Anhang findet der Leser Erläuterungen zu den heute existierenden Programmen, mit denen sich Probleme der Gleisdynamik lösen lassen.
Da Gleisdynamik und Gleisschädigungen heute ein relevantes Forschungsgebiet sind, sind die Ausführungen für die theoretisch orientierte Forschung in den ingenieurwissenschaftlichen Disziplinen von Interesse. Es richtet sich aber auch an Ingenieure in der Praxis, insbesondere beim Betreiber DB AG sowie bei Nahverkehrsbetrieben. Das Buch richtet sich ebenso an Studenten des Verkehrswesens und des Bauingenieurwesens, die sich mit Schienenfahrwegen beschäftigen müssen.
(Reprint der 1. Auflage von 2001)
Da Gleisdynamik und Gleisschädigungen heute ein relevantes Forschungsgebiet sind, sind die Ausführungen für die theoretisch orientierte Forschung in den ingenieurwissenschaftlichen Disziplinen von Interesse. Es richtet sich aber auch an Ingenieure in der Praxis, insbesondere beim Betreiber DB AG sowie bei Nahverkehrsbetrieben. Das Buch richtet sich ebenso an Studenten des Verkehrswesens und des Bauingenieurwesens, die sich mit Schienenfahrwegen beschäftigen müssen.
(Reprint der 1. Auflage von 2001)
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Person
Prof. Dr.-Ing. Klaus Knothe (1937-2021) studierte Bauingenieurwesen und Mathematik an den TH München und Darmstadt und verfasste 1963 seine Diplomarbeit bei Prof. Kurt Klöppel. Er promovierte 1967 an der TU Berlin mit einer Arbeit über Plattentheorie und habilitierte zwei Jahre später über Eigenschwingungen von Rahmen. Von 1971 bis 2002 wirkte Klaus Knothe als Professor für Angewandte Mechanik und Konstruktionsberechnung zuerst an der Fakultät für Maschinenbau und dann am Fachbereich Verkehrswesen der TU Berlin, wo er Lehrveranstaltungen auf den Gebieten Methoden der finiten Elemente, Flächentragwerke, Schwingungsberechnung elastischer Kontinua und Schienenfahrzeugdynamik sowie Konstruktionsberechnung anbot. Klaus Knothe veröffentlichte über 260 wissenschaftliche Arbeiten, überwiegend zu eisenbahntechnischen Problemstellungen. Er ist Mitautor der Bücher "Einführung in die Methoden der finiten Elemente", "Strukturdynamik" und "Schienenfahrzeugdynamik" - prägende Werke in ihren jeweiligen Fachgebieten. Klaus Knothe war maßgeblich an der Gründung des Instituts für Luft- und Raumfahrt an er TU Berlin im Jahr 1972 und dessen weiteren Entwicklung beteiligt.
Content
Vorwort
1 Einleitung
2 Festigkeit von Schienen (Timoshenko 1915)
Schiene auf elastischen Stützen
Balken auf kontinuierlicher elastischer Bettung
Anwendungen auf die Berechnung von Schienen
Dynamische Wirkungen des rollenden Rades
Schwingungen bei der Bewegung des Rades
Einfluss der Irregularitäten
Wirkung eines Systems bewegter Lasten auf die Schiene
Über die Vibrationen der Schiene
3 Gleismodellierung und Fahrzeug-Fahrweg-Wechselwirkung
Einleitung und historischer Hintergrund
Probleme der Wechselwirkung von Fahrzeug und Fahrweg
Komponentenmodelle, Gleismodelle, Interaktionsmodelle
Lösungsalgorithmen
Historischer Überblick
Empfehlungen
Schlussfolgerungen und offene Fragen
4 Ein einfaches Frequenzbereichsverfahren
Einleitung
Modell für das Schottergleis
Lösung im Frequenzbereich
Fahrzeug- und Kontaktrezeptanzen
Gleichungen des Systems Fahrzeug/Gleis
Drehgestell mit zwei Radsätzen
Ein Beispiel
Parameteridentifikation
Übergang in den Zeitbereich
5 Anhang
Zwischenlagen- und Schotterparameter
Weitere elastisch gebettete Balken
6 Bezeichnungen
Literaturverzeichnis
Sachregister
1 Einleitung
2 Festigkeit von Schienen (Timoshenko 1915)
Schiene auf elastischen Stützen
Balken auf kontinuierlicher elastischer Bettung
Anwendungen auf die Berechnung von Schienen
Dynamische Wirkungen des rollenden Rades
Schwingungen bei der Bewegung des Rades
Einfluss der Irregularitäten
Wirkung eines Systems bewegter Lasten auf die Schiene
Über die Vibrationen der Schiene
3 Gleismodellierung und Fahrzeug-Fahrweg-Wechselwirkung
Einleitung und historischer Hintergrund
Probleme der Wechselwirkung von Fahrzeug und Fahrweg
Komponentenmodelle, Gleismodelle, Interaktionsmodelle
Lösungsalgorithmen
Historischer Überblick
Empfehlungen
Schlussfolgerungen und offene Fragen
4 Ein einfaches Frequenzbereichsverfahren
Einleitung
Modell für das Schottergleis
Lösung im Frequenzbereich
Fahrzeug- und Kontaktrezeptanzen
Gleichungen des Systems Fahrzeug/Gleis
Drehgestell mit zwei Radsätzen
Ein Beispiel
Parameteridentifikation
Übergang in den Zeitbereich
5 Anhang
Zwischenlagen- und Schotterparameter
Weitere elastisch gebettete Balken
6 Bezeichnungen
Literaturverzeichnis
Sachregister