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Lastermittlung bei Achterbahnfahrzeugen

ISBN: 978-3-86359-761-0

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Kurzübersicht

Achterbahnfahrzeuge werden während des Betriebs ständig durch wechselnde Beschleunigungen mit einem Mehrfachen ihres Gewichts belastet. Die Berechnung und die Messung der dadurch entstehenden Kräfte und Momente zwischen Fahrzeug und Tragstruktur werden im Rahmen dieser Arbeit erforscht. Ergebnisse der Arbeit sind ein vereinfachtes Berechnungsmodell und dessen Abgleich mit einem detaillierten Mehrkörpermodell, sowie die Bauform eines Mehrkomponentenaufnehmers für ein nichtangetriebenes Rad.

Lastermittlung bei Achterbahnfahrzeugen

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Details

Während einer Achterbahnfahrt werden die Fahrzeuge und deren Fahrgäste einem Mehrfachen der Erdbeschleunigung ausgesetzt. Dies macht einerseits das Fahrerlebnis aus, andererseits müssen die dadurch entstehenden Lasten über die Fahrzeugräder in die Schienen und die Struktur eingeleitet werden. Diese Lasten stellen die Eingangsgrößen für die Statik und die Ermüdungsnachweise derer dar und auch zur Validierung der Lastannahmen müssen diese bestimmt werden. Momentan werden zur Validierung Beschleunigungsmessungen verwendet, die jedoch nur ein begrenztes Abbild liefern können. Im Rahmen dieser Arbeit werden verschiedene Methoden zur Bestimmung der Radlasten entwickelt. Im ersten Schritt wird ein Berechnungsmodell für einen vereinfachten Achterbahnzug mit nur einem unabhängigen Freiheitsgrad aufgestellt. Dafür werden die Bewegungsgleichungen bei zwangsgeführter Bewegung entlang einer Raumkurve hergeleitet und so vereinfacht, dass nur ein lineares Gleichungssystem gelöst werden muss. Da dieses Modell nur die Normalkräfte auf die Räder berechnen kann, wird ein wesentlich komplexeres Mehrkörpermodell mit Hilfe kommerzieller Software entwickelt. Dieses Mehrkörpermodell berechnet alle Kräfte und Momente am Radaufstandspunkt und erlaubt eine Verifikation des vereinfachten Berechnungsmodells. Um beide Simulationsmethoden zu validieren, wird ein Mehrkomponentenaufnehmer entwickelt, der in ein spezielles Achterbahnrad integriert ist. Diese Messräder werden in einer realen Achterbahn getestet und es zeigt sich, dass die Kräfte mit hoher Reproduzierbarkeit gemessen werden können. Die Messergebnisse sind in guter Übereinstimmung zu den Simulationsergebnissen, wodurch deren Validierung gut gelingt.

Zusatzinformation

Autor Simonis, Andreas
ISBN/Artikelnr. 978-3-86359-761-0
Gewicht 0.308 kg
Erscheinungsdatum 20.09.2019
Lieferzeit 3-4 Tage
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