Ziel ist nicht allein die Festigkeitsbewertung eines Details, Ziel ist die normgerechte Nachweisführung und anforderungsgerechte Optimierung der Struktur des Gesamtsystems.

IBAF unterstützt den Entwicklungsprozess von Fahrzeug und Rahmenstrukturen in der Bahn- und Schienenfahrzeugtechnik auf Basis langjähriger Erfahrungen in der prozessbegleitenden und finalen Nachweisführung. Der sichere Umgang und die Detailkenntnis bahnspezifischer Norm- und Regelwerke sind hierzu Grundvoraussetzung.

Leistungsspektrum

Wir unterstützen Hersteller und Betreiber bei der

• Simulation schienengeführter Fahrzeuge,
• entwicklungsbegleitenden Berechnungen zur Festigkeitsbewertung und Strukturoptimierung,
• finalen Festigkeits- und Schädigungsnachweisführung nach branchenspezifischen Regelwerken,
• Bewertung des vibroakustischen Verhaltens der Strukturen.

Die Auswahl der Simulationswerkzeuge (manuell/analytisch, Stabstatik, FEM, MKS, FEMFAT®) erfolgt bei uns problemangepasst, von der einfachen Handrechnung für Nennspannungsbewertungen bis hin zum hochgradig nichtlinearen FE-Modell.

Gesamtsystemsimulation zur Ableitung von Komponentenlasten

Nicht jede Komponente einer Fahrzeugstruktur erfährt die gleichen Beanspruchungen. Lokal sind unterschiedliche Systemkonfigurationen und Lastfälle maßgebend. Vor diesem Hintergrund können  Gesamtsimulationen zur Ableitung auslegungsrelevanter Komponentenlasten herangezogen werden, damit jede Komponente individuell und mit weniger Lastfällen nachzuweisen ist. Je nach Struktur und Betriebsbedingungen kommen dabei folgende Vorgehensweisen zum Einsatz:

• stabstatische Modelle mit sämtlichen Systemkonfigurationen und Lastfallkombinationen
• MKS-Modelle mit den dynamikrelevanten Massen und Nachgiebigkeiten
• gekoppelte Simulationen unter Einbeziehung der Antriebs- und Steuerungstechnik

Festigkeitsnachweis und –optimierung von Lokrahmen, Wagenkästen, Drehgestellen

Entwicklungsbegleitende Berechnungen

Optimierte Strukturen sind zu erreichen, wenn frühzeitig entwicklungsbegleitende Berechnungen stattfinden. Entsprechend müssen in kurzer Zeit leistungsfähige Modelle aufgebaut, berechnet, zielführend ausgewertet und iterativ strukturoptimiert werden - wir erreichen dies mit folgenden Ansätzen:

• FE-Modellstrukturen mit einfacher lokaler Anpassbarkeit an strukturoptimierte neue Konstruktionsstände
• leistungsfähige Ersatzmodellierung für komplexe Verbindungselemente wie Schrauben, Wälzlager, Elastomerlager, mit passgenau zugeschnittenem Vereinfachungsgrad
• algorithmische Auswertetools mit vollständigem Nachweisumfang zur schnellen Bewertung der gesamten Baugruppe nach gängigen Normen und Richtlinien

Finale Nachweisführung

Sei es zu Dokumentationszwecken oder für die Zulassung – wenn der finale Konstruktionsstand vollständig nachzuweisen ist, erstellen wir nach Ihren Anforderungen die vollständige Dokumentation

• Festigkeitsnachweise nach FKM-Richtlinie
• Nachweise nach bahnspezifischen Normen und Regelwerken wie bspw. DVS 1612, DIN EN 12663, DIN EN 13979, DIN EN 13749
• FEMFAT® Schädigungsanalysen mittels Lastzeitreihen
• Nachweis nach DBE bzw. BGE Anforderungen

Akustische Optimierung von Schienenfahrzeugen

Auf Basis akustischer Messungen bestehender Systeme kann ein akustisches Systemverständnis als Basis für die Ableitung konkreter Problemlösungs- und Optimierungsansätze entwickelt werden. Die Messungen ermöglichen die Identifikation relevanter Erreger sowie der Übertragungswege und Emissionsorte der Strukturen

• Schalldruckmessungen mit akustischer Kamera
• Schalldruck- und Intensitätsmessungen
• Körperschall- und Transferpfadanalysen
• Experimentelle Modalanalysen

Darüber hinaus kommen vibroakustische Simulationen bereits in frühen Entwicklungsphasen zum Einsatz und ermöglichen die gezielte Entwicklung leiser Fahrzeuge. Wir unterstützen Konzept- und Layoutfestlegungen sowie die Auswahl und Gestaltung von z.B. Hauben, Verblendungen, Schalldämpfern und Dämmsystemen durch

• Modalanalysen (Stabstatik, FEM, MKS)
• Frequenzganganalysen (FEM, MKS)
• Berechnungen des abgestrahlten Schallfeldes (BEM)
• Lärmprognosen

Bei Bedarf übernimmt IBAF die praxisgerechte Auslegung, konstruktive Ausgestaltung, Fertigung und Lieferung maßgeschneiderter Lösungen zur Lärmreduzierung.