Entwicklung eines Verfahrens zur automatisierten Identifikation von Schwingformen bei Schienenfahrzeugen - Lorenz-Arvid Knauer (2024)
Schienenfahrzeuge sind wie viele andere Fahrzeuge Schwingungssysteme, welche aufgrund von Wechselwirkungen mit der Umwelt Anregungen erfahren. Die Reaktion eines Schwingungssystems auf solche Anregungen wird durch das Eigenverhalten bestimmt. Dieses Eigenverhalten eines Systems kann in einer frühen Produktentwicklungsphase mithilfe der Modalanalyse charakterisiert werden. So können spezielle, schienenfahrzeugtypische Kombinationen von einzelnen Teilbewegungen, sogenannte Schwingformen, hinsichtlich ihrer Eigenfrequenz vorausgelegt werden. Ein mögliches Mittel für die Durchführung einer Modalanalyse ist die Nutzung des numerischen Simulationsprogrammes SIMPACK. Anhand subjektiver Eindrücke von der Animation der Eigenform in SIMPACK können den Moden Schwingformen zugewiesen werden. Dieses Verfahren ist jedoch aufwändig und fehleranfällig. Das Ziel dieser Arbeit ist daher, ein neues, automatisiertes Verfahren für die Auswertung zu entwickeln. Dieses Verfahren wird in Form eines MatLab-Tools umgesetzt. Dieses Tool identifiziert anhand der durch SIMPACK ausgegebenen Modalanalyse-Ausgabedateien automatisiert vorhandene Schwingformen, ordnet diese den entsprechenden Eigenfrequenzen und Dämpfungen zu und gibt die Ergebnisse aus. Als Bewertungskriterium wird die kinetische Energie genutzt.
Keywords: Modalanalyse; Schienenfahrzeug; Simpack; MatLab; Mehrkörpersimulation