Rail Module
Simpack Mehrkörpersystem-Simulation von schienengeführten Systemen
Modelle für schienengeführte Systeme mit Simpack
Die Simpack Rail Module ermöglichen die Modellierung und Analyse von schienengeführten Systemen. Typische Schienenfahrzeuge wie Hochgeschwindigkeitszüge, Lokomotiven, Straßenbahnen und Güterfahrzeuge werden üblicherweise in Simpack modelliert. Darüber hinaus kann Simpack Rail auch exotische Schienenanwendungen wie Achterbahnen und Schwebebahnen modellieren. Simpack Rail kann auch alle gängigen Gleisarten modellieren, einschließlich Schotterbettfahrbahnen, Plattenfahrbahnen, Brücken, Weichen und Kreuzungen.
Simpack Rail
Die Simpack Rail Module bieten spezielle Modellierungselemente für Schienenanwendungen, die die einfache Modellierung von Standardfahrzeugkomponenten und -infrastruktur ermöglichen. Elemente für die einfache Modellierung von Radsätzen sind verfügbar, insbesondere für Achsen mit unabhängigen Rädern, unrunden Rädern, Reibungsmodifikationen für Flanschschmierung, Antriebsstrang- oder Bremsdynamik usw. In Kombination mit Simpack Standardelementen umfasst eine umfangreiche Bibliothek an speziellen Aufhängungselementen Funktionen zur Modellierung von Scherfedern, Luftfedern, Schraubenfedern, Dämpfern, Reibungselementen, und Lagern.
Willkürliche Streckenlayouts, einschließlich zusätzlicher lokaler Unregelmäßigkeiten/Fehlstellen, können über eine intuitive Benutzeroberfläche definiert werden, indem Daten direkt eingegeben oder externe Streckendaten aus anderen Quellen (Messungen) referenziert werden. Streckenfunktionen wie Weichen, Kreuzungen und Weichenzungen lassen sich leicht modellieren. In Simpack können verschiedene Stufen der Streckenkomplexität modelliert werden, von Komponenten mit fester Trägheit und elastischen Gleisen (variable Steifigkeit von Ballast/Fundament) bis hin zu vollständig flexiblen Gleismodellen auf Basis von Finite-Elemente-Modellen (siehe Simpack FlexTrack). Darüber hinaus kann die Modellierung von mit dem Stromabnehmer in Kontakt befindlichen Oberleitungen und Leitungsstrukturen der Eisenbahninfrastruktur in das Modell aufgenommen werden.
Das Simpack Rail Modul bietet mehrere schnelle und genaue Schiene-Rad-Kontaktmethoden mit unterschiedlichen Genauigkeitsstufen. Es ermöglicht detaillierte Einblicke in die Kontaktbedingungen zwischen Schiene und Rad, einschließlich der normalen und Scherspannungsverteilung der Gleit- und Haftbereiche innerhalb der einzelnen Kontaktflächen.
Simpack FlexTrack
Das Modul Simpack FlexTrack (Flexible Track) ermöglicht die Simulation von Schienenabschnitten auf Finite-Elemente-Basis in Simpack Rail Modellen, wodurch der Einfluss von Schienen-/Strukturflexibilität eingeschlossen werden kann. Flexible Streckenabschnitte können von kurzen Schotterabschnitten über Weichen und Kreuzungen bis hin zu ganzen Strukturen wie einer Brücke reichen. FlexTrack ermöglicht es Ingenieuren, nicht nur den Einfluss der Schienenflexibilität auf die Dynamik des Fahrzeugs zu untersuchen, sondern auch die internen Kräfte auf die Schienenstruktur selbst.
Simpack Rail Wear
Simpack Rail Wear ist ein Zusatzmodul für Simpack Rail. Das Modul ermöglicht die Bestimmung der Verschleißverteilung über Profile und Profiländerungen hinweg. Räder und Schienen unterliegen aufgrund der Kräfte, die von den Schienenfahrzeugen ausgeübt werden, während ihres gesamten Lebenszyklus einer Verschleiß- und Rollkontaktermüdung (RCF). Dieser Verschleiß führt zu Wartungs- und Sicherheitsproblemen. Anwender können zwischen den „Krause/Poll“- und den detaillierteren „Archard“-Verschleißgesetzen wählen. Da es so viele verschiedene Vorschriften zu Verschleiß und RCF gibt, verfügt das Modul über eine offene Struktur, die Ihnen die zusätzliche Möglichkeit gibt, Ihre bevorzugten Vorschriften zu Verschleiß und RCF umzusetzen.
Simpack Schnittstelle zu Kalker Contact
Kalker Contact verbindet die erweiterte Gleis-Rad-Kontakt-Analysesoftware von Prof. J.J. Kalker und E. Volebregt mit Simpack Rail. CONTACT berücksichtigt die vollständigen lokalen Geometrien von Rad und Schiene sowie deren relative Bewegung (normaler Ansatz und tangentiales Kriechen). Es berechnet die tatsächliche nicht-elliptische Kontaktfläche, ihre Unterteilung in Adhäsions- und Gleitflächen sowie die Drücke und Reibspannungen, die in der Kontaktfläche auftreten. Bei der Berechnung kommt ein Variationsansatz zum Einsatz, der einer Finite-Elemente-Methode ähnelt, aber viel schneller ist. Er beschränkt die Aufmerksamkeit auf sogenannte konzentrierte Kontakte, die homogene elastische Materialien verwenden.
Die Simpack Schnittstelle zu Kalker Contact ermöglicht die Nachbearbeitung vorhandener Simulationen mit CONTACT. Es vergleicht die Ergebnisse in Bezug auf die Tangentialkräfte, die Form des Kontaktbereichs und die Spannungsverteilung, die für die Beurteilung der Verschleiß- und Rollkontaktermüdung wichtig ist. Darüber hinaus kann Simpack als einfach zu handhabender Vorprozessor für CONTACT verwendet werden. VTech CMCC ist der Vertriebspartner für die CONTACT-Bibliothek.
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