AkuSens

Sensornetzwerk-Knoten zur Bewertung von Konstruktionselementen in Fahrzeugen mittels akustischer Überwachungstechniken

Teilvorhaben: Applikation eines SHM-Systems in einem Schienenfahrzeug

Projektlaufzeit

Juni 2009 bis November 2012

Projektbeschreibung

In AkuSens wurden vom Konsortium energieautarke funkvernetzte Sensorknoten und Methoden für das Monitoring von Fahrzeugen entwickelt und in verschiedenen Anwendungen getestet.

Wölfel bearbeitete in seinem Teilvorhaben „Applikation eines SHM-Systems in einem Schienen-fahrzeug für Personenbeförderung“ vorrangig spezielle Auswertemethoden für das Health Monitoring einer Lokomotive. Zusätzlich wurde noch die Achse eines Güterwagens überwacht. Neben Laborversuchen wurden bei einer mehrmonatigen Messfahrt Daten auf einer Lokomotive ermittelt und mit Simulationsergebnissen abgeglichen.

Stand der Technik bei der Simulation von Schienenfahrzeugen war bis zu AkuSens eine linear-statische FEM-Berechnung. In der Mehrkörpersimulation wurde mit starren Körpern und Feder-Dämpfer Elementen gearbeitet. Durch diese Vorgehensweise können die Torsionsmoden der Schienenfahrzeuge nicht und weitere Effekte nicht ausreichend genau erfasst werden (vgl. Abbildung).

Aus diesem Grund wurde mit SIMULIA/Abaqus ein detailliertes FEM-Modell der Lok erstellt und statisch und dynamisch berechnet. Als nächster Schritt wurde eine statische und dynamische Kondensation der Massen- und Steifigkeitsmatrizen durchgeführt und in SIMPACK eingelesen. Durch die Einbindung dieser flexiblen Körper in die Mehrkörpersimulation mit SIMPACK Rail konnte die Dynamik der Lok 189 in einer MKS-Simulation realitätsnah abgebildet werden.

Konsortium

  • AUCOTEAM GmbH, Berlin
  • Cideon Engineering GmbH, Bautzen
  • Fraunhofer-Institut für zerstörungsfreie Prüfverfahren, Institutsteil Dresden
  • Hörmann IMG GmbH, Nordhausen
  • ITL Eisenbahngesellschaft mbH, Dresden
  • RHe Microsystems GmbH, Radeberg
  • Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München

Förderhinweis


Projektträger

  • VDI/VDE – IT

Publikationen

Kraemer, P.; Friedmann, H.; Feldbausch, E. und Seidel, A.: 2016, Wavelet-Analyse der gekoppelten Simpack-Abaqus-Simulation (MKS mit flexiblen Körpern) einer Lokomotive, Vortrag auf NAFEMS-Konferenz 2016, 25. – 27. April 2016, Bamberg