TECHNISCHE UNIVERSITÄT BERLIN
Fakultät V – Verkehrs- und Maschinensysteme – Institut für Mechanik
Dipl.-Ing. Birthe Grzemba
www.reibungsphysik.tu-berlin.de
________________________________________________________________________________
Dynamik von Schienenfahrzeugen
Hausaufgabe 4: Hertzscher Kontakt
Betrachten Sie einen Reisezug-Wagen mit zwei Drehgestellen mit je zwei Radsätzen mit den folgenden Massen:
Wagenkasten mw=32000kg Drehgestell mD=2600kg Radsatz mR=1500kg
Rad und Schiene seien aus demselben Material: E=210GPa =0.25ν
Es gelten die folgenden Krümmungsradien (entsprechend der linken Skizze).
Rη,1→ −∞ Rξ,1=0, 46m Rη,2 =300mm Rξ,2 → ∞
1. Berechnen Sie die äquivalenten Krümmungsradien Räqu,η und Räqu,ξ. 2. Bestimmen Sie daraus den effektiven Radius für einen Kugelkontakt Rm*. 3. Wie groß ist die Normalkraft FN pro Rad?
4. Wie groß sind die Eindrucktiefe d und der Kontaktradius a (entsprechend der rechten Skizze) für einen Hertzschen Kontakt mit Kugelradius Rm*?
5. Wie groß ist die um FN linearisierte Kontaktsteifigkeit?
6. Wie groß ist der maximale Druck im Zentrum des Kontakts?
Abgabe bitte in der Übung am 16.06. (nächste Woche), gemeinsame Abgaben maximal zu dritt.
FG Systemdynamik und Reibungsphysik
