Modellierung des instationären Rollkontaktes zwischen Rad und Schiene beim Überfahren kurzwelliger Profilirregularitäten mit der Finite-Element-Methode

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Das Forschungsvorhaben hat zum Ziel, die Beanspruchung von Rad und Schiene beim transienten Rollkontakt zu ermitteln. Insbesondere das instationäre Überrollen kurzwelliger Profilirregularitäten, bei denen deutliche dynamische Effekte im Kontaktgebiet zu erwarten sind, soll numerisch simuliert werden. Die Auswirkungen verschiedener Schlupfzustände auf die Beanspruchungen der Kontaktpartner soll untersucht werden. Die Simulationsergebnisse werden mit den Kooperationspartnern in der Arbeitsgruppe Kontakt-Reibung-Verschleiß ausgetauscht und bilden somit die Grundlage für eine weitergehende Beurteilung des Langzeitverhaltens, wie z.B. Verschleiß und Materialermüdung. Für diese Berechnungen muß das für stationäre elastisch-elastische Rollkontaktprobleme entwickelte Finite Element Programm auf die Behandlung instationärer Vorgänge erweitert werden. Grundlegende Arbeiten zur numerischen Behandlung des transienten Rollkontaktes im Rahmen der gemischten Eulerschen Lagrangeschen Betrachtungsweise sind durchzuführen. Die Handhabung des rauhen Kontaktes ist weiter zu verfeinern.