Schienenfahrzeuge

Steigende Fahrgeschwindigkeiten, höhere Achslasten und wachsende Anforderungen an Effizienz und Sicherheit erfordern ein vertieftes Verständnis des dynamischen Verhaltens von Schienenfahrzeugen und ihrer Wechselwirkung mit der Infrastruktur. Die Untersuchung der Zugdynamik ermöglicht die Entwicklung fortschrittlicher Modellierungs- und Regelungsstrategien, um Fahrkomfort zu optimieren, Verschleiß zu reduzieren und einen zuverlässigen Betrieb unter unterschiedlichen Bedingungen sicherzustellen. Durch die Kombination von numerischer Simulation, experimenteller Validierung und Systemanalyse zielt unsere Forschung darauf ab, die Leistungsfähigkeit und Lebensdauer moderner Bahnsysteme zu verbessern. In diesem Rahmen konzentrieren sich aktuelle Projekte auf die aktive Führung von Schienenfahrzeugen und die dynamische Interaktion zwischen Stromabnehmer und Fahrdraht.

Laufende Projekte

Pantograph-Oberleitung-Interaktion

Moderne Hochgeschwindigkeitssysteme im Schienenverkehr erfordern eine zuverlässige Stromabnahme zwischen dem Stromabnehmer und dem Oberleitung. Der auf dem Fahrzeugdach montierte Stromabnehmer muss auch bei vertikalen Bewegungen infolge von Gleisunebenheiten oder Kurven eine stabile elektrische Verbindung gewährleisten. Zusammen bilden Stromabnehmer und Fahrdraht ein gekoppeltes Schwingungssystem, dessen dynamische Wechselwirkung die Stromqualität, Sicherheit und den Verschleiß beeinflusst. Zur standardisierten Validierung definiert die EN 50318 Verfahren, die Messungen und Simulationen kombinieren. Die Simulation soll in weiterer Folge für Predictive Maintenance genutzt werden, indem sie das dynamische Verhalten und den Verschleiß von Fahrdraht und Stromabnehmer unter realistischen Betriebsbedingungen analysiert, um Abnutzungsmuster frühzeitig zu erkennen und wartungsbedarfsabhängige Instandhaltungsmaßnahmen gezielt zu planen.

Laufzeit: 01.11.2025 - laufend

Ansprechperson: DI Rebecca Prattes prattes@tugraz.at

Aktive Spurführung von Schienenfahrzeugen

Höhere Reisegeschwindigkeiten, steigende Achslasten und wachsende Anforderungen an die Betriebssicherheit erfordern neue Ansätze in der Spurführung von Schienenfahrzeugen. Konventionelle passive Systeme stoßen dabei an ihre Grenzen, insbesondere bei der Optimierung von Verschleiß und Ermüdung an Rädern und Schienen. Durch aktive Lenksysteme, die die Radsatzführung flexibel an unterschiedliche Last- und Betriebsbedingungen anpassen, kann die Rad-Schiene-Interaktion gezielt verbessert werden. Ziel dieser Arbeit ist es, den Einfluss von Umwelteinflüssen sowie von Veränderungen an Fahrzeug- und Schienenparametern auf die Lenkparameter systematisch zu untersuchen und Lenkstrategien zu entwickeln, die unabhängig von äußeren Einflüssen Verschleiß und Ermüdung nachhaltig reduzieren. Dadurch wird die Lebensdauer der Komponenten signifikant erhöht und die Betriebskosten können langfristig gesenkt werden.

Laufzeit: 01.09.2023 - laufend

Ansprechperson: DI Lukas Lindbichler lindbichler@tugraz.at

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