10. Dynamic Analysis of the Vehicle–Track Coupling System with Finite Elements in a Moving Frame of Reference

Dieses Kapitel konzentriert sich auf die dynamische Analyse von Fahrzeug-Schienen-Kupplungssystemen, insbesondere für Hochgeschwindigkeitszüge. Es führt eine Finite-Elemente-Methode in einem beweglichen Referenzrahmen (FEMFR) ein, um die Herausforderungen durch Hochgeschwindigkeitszüge und Plattengleisstrukturen zu bewältigen. Die Forschung erstellt ein dreischichtiges Trägermodell der Deckenschiene, aus dem die Elementmasse, die Dämpfung und die Steifigkeitsmatrizen in einem beweglichen Bezugsrahmen abgeleitet werden. Das Kapitel beschreibt auch die Kopplung von Zug- und Gleisstruktur unter Verwendung der Gleichgewichtsbedingungen von Rad-Schiene-Anpresskräften und geometrischen Kompatibilitätsbedingungen. Der Algorithmus wird anhand einer Fallstudie verifiziert, bei der ein chinesischer Hochgeschwindigkeitszug CRH3 mit 250 km / h auf einem CRTS II-Plattengleis fuhr. Die Ergebnisse werden mit denen verglichen, die mit herkömmlichen Finite-Elemente-Methoden erzielt wurden, was die Richtigkeit und Effizienz des vorgeschlagenen Ansatzes zeigt. Die dynamische Analyse umfasst die zeitliche Entwicklung der Verschiebungen und Beschleunigungen von Schiene, Gleisplatte und Betonsockel sowie die Rad-Schiene-Anpresskraft. Die Ergebnisse unterstreichen die Effektivität der FEMFR-Methode bei der Verbesserung der Recheneffizienz und -genauigkeit und machen sie zu einem wertvollen Werkzeug für dynamische Analysen im Eisenbahnbau.