Das DFG-Schwerpunktprogramm „Systemdynamik und Langzeitverhalten von Fahrwerk, Gleis und Untergrund“ hat dazu beigetragen, die dynamischen Wechselwirkungen von Fahrzeug und Gleis und das Langzeitverhalten der Komponenten des Gesamtsystems besser zu verstehen und damit bahndynamische Probleme des Hochgeschwindigkeitsverkehrs zu lösen. Bisher wurde versucht, durch Teilsystemoptimierungen Fahrgeschwindigkeit, Antriebsleistung und Achslasten kontinuierlich zu erhöhen. Das Gesamtsystem war dabei an neue Grenzen gestoßen: Setzungen und Schädigungen im Schotter und im Untergrund führten zu Gleislageverschlechterungen; ungleichförmiger Profilverschleiß erhöhte die Beanspruchungen und beeinträchtigte den Fahrkomfort; Schäden auf Laufflächen von Rad und Schiene nahmen zu.

Die Arbeiten waren durch vier Schwerpunkte gekennzeichnet: Das nichtlineare Schotterverhalten wurde im Labor untersucht und durch neue Stoffgesetze und Vielteilchenmodelle simuliert. Mit unterschiedlichen Modellen wurde die Kopplung von Gleis und Untergrund erfasst. Vorgänge im Rad-Schiene-Kontakt wurden durch Laborexperimente, numerische Simulationen und mit einem virtuellen Messinstrument während der Fahrt untersucht. Modelle des Gesamtsystems wurden eingesetzt, um die Radpolygonalisierung und die Effizienz radialelastischer Räder zu erklären. Die Ergebnisse dieser interdisziplinären Grundlagenuntersuchungen führen zu physikalischen Erklärungen und technischen Entwicklungen, die langfristige Problemlösungen garantieren.

Die Einzelvorträge über die Forschungsergebnisse wurden durch vier Übersichtsvorträge ergänzt. Diese behandelten Erfahrungen im Hochgeschwindigkeitsverkehr, Gleis- und Schotterbelastungen, den Rad-Schiene Kontakt und dessen Auswirkungen auf Verschleiß, Materialermüdung und Rissbildung und die Technologie der aktiven Fahrzeugfederung mit und ihre Auswirkungen auf die Dynamik von Fahrzeug und Gleis. Mitarbeiter des Instituts B für Mechanik stellten Forschungsergebnisse zu den Themen „Rotordynamik und ungleichmäßiger Verschleiß elastischer Radsätze“ und „Systemdynamik von radial- und lateralelastischen Eisenbahnrädern“ vor. Informationen dazu siehe auch unter www.mechb.uni-stuttgart.de/various/railway.

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