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Rad-Schiene-Verschleiß

Der Verschleiß von Rad und Schiene verursacht hohe Kosten bei der Instandhaltung von Schienenfahrzeugen und Schienennetzen, was verschleißmindernde Maßnahmen attraktiv erscheinen lässt.  Aufgrund der langen Dauer des Verschleißprozesses ist die experimentelle Bewertung solcher Maßnahmen jedoch schwierig. Da Rechner immer leistungsfähiger werden, wird seit den 1990er Jahren an der numerischen Untersuchung des Rad-Schiene-Verschleißes geforscht.
Die Forschung konzentrierte sich hierbei lange auf Simulationsmodelle, deren Gültigkeit sich auf den Laufflächenbereich des Rades beschränkte. Diese Einschränkung ist im Vollbahnbereich von untergeordneter Bedeutung, schließt die Nutzung der Modelle in Nahverkehrsnetzen mit engen Bogenradien und häufigem Spurkranzanlauf jedoch weitgehend aus.
Am Teilinstitut Bahnsystemtechnik wurde daher eine Simulationsmethodik entwickelt, die die Berechnung des Verschleißes auch im Spurkranzbereich des Rades ermöglicht. Die Methode eignet sich somit auch für Verschleißberechnungen in Straßenbahnnetzen, in denen zum Teil Bogenradien von weniger als 25 m anzutreffen sind.

Derzeit wird am Teilinstitut eine Methode entwickelt, die die Gestaltoptimierung von Eisenbahnradprofilen ermöglichen soll. Hierzu wird eine numerische Verschleißsimulation verknüpft mit den metaheuristischen Optimierungsverfahren „Simulated Annealing“ und „Genetische Optimierung“. Die Methode wird es dem Anwender ermöglichen, Radprofile gezielt auf bestimmte Streckennetze hin zu entwickeln und den Verschleiß an Rädern und Schienen hierdurch zu reduzieren.