FE-basierte Material und Topologieoptimierung der Bremshalterstruktur

Das wachsende Bedürfnis nach Schienenverkehr verlangt eine Entwicklung eines effizienten, umweltfreundlichen und kostengünstigen Bremssystems. Weiterhin erfordert die Nachfrage nach einem Bremssystem mit reduziertem Gewicht aber eine höhere Belastbarkeit unter verschiedenen Betriebsbedingungen.

Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurde eine Erhöhung der Leistungsfähigkeit bei gleichzeitig verringerten Life-Cycle-Kosten für ein Bremssystem angestrebt. Dabei bestand der Fokus auf der Gewichtsoptimierung und einer Erhöhung der thermisch-mechanischen Belastbarkeit. Das Ziel des beantragten Forschungsvorhabens war die Optimierung einer Bremshalterstruktur, so dass es einem definierten mechanischen sowie thermischen Belastungsbereich widerstehen kann. Die auftretenden temperaturabhängigen Zug- und Druckbelastungen wurden experimentell an geeigneten Versuchsanlagen nachgebildet. Ferner wurde eine Topologieoptimierung durchgeführt und eine Werkstoffauswahl hinsichtlich der Reduzierung des Bauteilgewichts getroffen, um die Kosten einzusparen