Simulation von Schienenfahrzeugen

Möchten Sie Fahrwerk, Antriebsstrang und Rad Schiene Kontakt Ihrer Schienenfahrzeuge simulieren, um so Schadstoff- und Schallemission, Energieeffizienz und Fahrdynamik zu verbessern? Erreichen Sie maximale Entwicklungssicherheit im Schienenfahrzeugbau mit der multiphysikalischen Simulationssoftware SimulationX.

Funktionen schon in der Schienenfahrzeugentwicklung absichern und nachweisen

Ob Simulation des Fahrzyklus, Modellierung des Rad Schiene Kontakts, Analyse des Bremssystems oder Optimierung der Traktionsregelung - ESI ITI-Ingenieure begleiten Sie ingenieurtechnisch durch den gesamten Lebenszyklus Ihrer Schienenfahrzeuge von der sicheren Auslegung über den virtuellen Test bis hin zum Re-Fitting. Mit der Simulationssoftware SimulationX modellieren Sie Schienenfahrzeuge als multiphysikalisches Gesamtsystem und sichern deren Zulassungsfähigkeit von Anfang an.

Neu in SimulationX 3.8
  • Untersuchung des Einflusses von Feuchtigkeit in Luft oder anderen Gasen, die in Klimaanlagen oder Industrieprozessen zum Einsatz kommen

    In Belüftungsanlagen und vielen Herstellungsprozessen ist das richtige Feuchtigkeitsniveau ausschlaggebend für das persönliche Wohlbefinden oder die Produktqualität. Darüber hinaus wird die Wärmebilanz thermischer Systeme zum Beispiel in Luftkühlern oder Brennwertkesseln dadurch beeinflusst, ob Dampf in der Luft oder dem Gas kondensiert. Gase und Gasgemische in SimulationX können nun Feuchtigkeit berücksichtigen. Dies liefert zuverlässige Informationen über das Kondensationsverhalten von thermischen Systemen auf der Grundlage genauer Simulationsergebnisse!

  • Simulation von elektrischen Maschinen, die als Generator oder Motor fungieren, ohne detaillierte Kenntnisse in Elektromechanik oder Regelungstechnik

    Mit speziellen Schaltkreismodelle, die einfach mit Katalogdaten und dem gewünschten automatischen Reglerverhalten parametriert werden können, ist es Konstrukteuren möglich, das Verhalten elektrischer Maschinen, die mit mechanischen und elektrischen Komponenten interagieren, zu simulieren. Elektroingenieure profitieren von nützlichen Schaltkreismodellen für die effiziente und einfache Modellierung, Simulation und detaillierte Analyse der Leistungselektronik und Steuerung in elektrischen Maschinen.

  • Marktanforderungen

    Schienenfahrzeugbau: Marktanforderungen und Trends

    Bei der Entwicklung und dem Betrieb von Schienenfahrzeugen spielt die Sicherstellung der Traktionsleistung bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen und Fahrsituationen seit je her eine wichtige Rolle. Bereits in der Entwurfsphase müssen Fahrzeugentwickler diese Fähigkeit garantieren – nicht zuletzt in Hinblick auf die Zulassungsfähigkeit Ihrer Schienenfahrzeuge.

    Einige Entwurfs- und Berechnungsaufgaben zum Beispiel im Bereich Antriebs- und Bremstechnik verlagern sich immer weiter in die Angebotsphase, wodurch Hersteller gezwungen sind, in Vorleistung zu gehen. So fordern die zukünftigen Betreiber zum Beispiel bereits zu diesem Zeitpunkt möglichst exakte Aussagen zum erwarteten Kraftstoff- oder Energieverbrauch für die zukünftigen Einsatzstrecken und darauf zugeschnittene Fahrzeugkonzepte. 

    Im internationalen Wettbewerb der Schienenfahrzeughersteller gibt es neben funktionalen und sicherheitsrelevanten Eigenschaften noch weitere Beschaffungskriterien für spurgeführte Fahrzeuge, die sich je nach Einsatzgebiet (z.B. Regional- oder Fernverkehr, Personenbeförderung oder Gütertransport) unterscheiden. Die Kriterien können sogar konträr sein – zum Beispiel Homogenisierung der Flotte versus einsatzspezifische Anpassung.

    Anforderungen an Schienenfahrzeughersteller

    • Einhalten strenger gesetzlicher Rahmenbedingungen z.B. TEIV und EBO
    • Sicherstellen geforderter Fahrzeiten für Streckenprofile durch entsprechende Traktionsleistung
    • Schwachstellen frühzeitig erkennen und beseitigen
    • nachträgliche zeit- und kostenaufwändige Änderungen zugelassener Fahrzeuge vermeiden
    • Reduzierung des spezifischen Energieverbrauchs und sicherer Wechsel zu neuen Energieträgern
    • Fahrdynamik von Zugverbänden kontrollieren und optimieren
    • Effizientes Entwickeln, Testen und Implementieren fortschrittlicher technologischer Ansätze (z.B. Rekuperation, Hybridisierung, Start-Stopp-Automatik)
    • Wirtschaftliche Einspareffekte schon während der Konstruktion einsatzspezifisch technisch absichern
    • Betriebskostenzielstellung der Betreiber erfüllen
    • Einfache und schnell Variantenstudien durchführen
    • Steigende Komplexität des Gesamtsystems Schienenfahrzeug beherrschen
    • Mit Zeit- und Kostendruck in der Schienenfahrzeugentwicklung besser umgehen

    Anforderungen an Schienenfahrzeugbetreiber und Leasinggesellschaften

    • Maximale Transportleistung
    • hohe Energieeffizienz und CO2-freies Wachstum der Fahrzeuge
    • effizienter Betrieb
    • geringe Schallemission
    • Garantie von Taktzeiten
    • Geringe Lebenszykluskosten (LCC)
    • Sichern wichtiger Fahrzeugparameter wie Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit, Wartbarkeit und Sicherheit (RAMS)
    • Hohe Flexibilität im Fahrzeugeinsatz durch Homogenisierung der Flotte (Fernverkehr, Güterverkehr)
    • optimale Effizienz durch Anpassung an Einsatzstrecke (Regionalverkehr)
    • Wirtschaftliche Modernisierung vorhandener Flotten
    • Auffälligkeiten im Betrieb von Fahrzeugen einfach und zuverlässig analysieren

    Effiziente Entwicklung und Konstruktion von Schienenfahrzeugen

    Alstom-Entwickler untersuchen bereits in der Entwurfsphase detailliert das Zusammenwirken der Fahrzeugdynamik mit der Traktion über den Rad-Schiene-Kontakt und optimieren virtuell die Antriebs- und Federsysteme ihrer Schienenfahrzeuge. Siemens-Ingenieure steigern die Energieeffizienz ihrer  Motoren, indem sie die Wärmeabfuhr mit Hilfe von multiphysikalischer Systemsimulation optimieren. Unterschiedliche Anwendungsfälle, die eines gemeinsam haben: Die Nutzung von ESI ITI-Simulationslösungen. Gestalten auch Sie Ihre Entwicklung und Konstruktion effizienter! Bringen Sie Ihre Fahrzeuge schneller zur Zulassungs- und Produktreife bis in den sicheren Betrieb. Aus verschiedenen Projekten kennen wir die speziellen Anforderungen und haben Lösungsansätze für Sie parat.

    Zu den ESI ITI-Ingenieurdienstleistungen

    ESI ITI inTouch vernetzt Partner aus Industrie und Wissenschaft

    Schieben Sie wichtige Entwicklungsprojekte nicht länger auf! Wir finden Ihren Kooperationspartner und Ressourcen für kommerzielle sowie Drittmittel finanzierte Entwicklungsprojekte. Fragen Sie uns!

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    Vergrößern Sie Ihr Wissen. Erweitern Sie Ihre Fähigkeiten.

    Im ESI ITI-Kundencenter finden Sie Fachlektüre und Schulungen zum Thema Systemsimulation und testen SimulationX kostenfrei. Jetzt anmelden und direkt starten.

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    Lösungsangebot

    Simulation von Schienenfahrzeugen

    Um den oben genannten Anforderungen gerecht zu werden, müssen Hersteller bereits in der Entwicklung ihre Fahrzeuge als Gesamtsysteme verstehen und einschließlich aller Teilsysteme konstruieren, dimensionieren und gezielt optimieren. Deshalb arbeiten namhafte Hersteller im Schienenfahrzeugbau auf der ganzen Welt seit Jahren mit der Simulationssoftware SimulationX und Ingenieurdienstleistungen  aus dem Hause ESI ITI - sowohl  in der Neuentwicklung als auch in der Modifikation und Modernisierung. Bilden Sie das Gesamtfahrzeug mit seinen Subsystemen in einem Modell ab. Analysieren und optimieren Sie das Verhalten Ihres Schienenfahrzeuges bereits während der Entwicklung unter Ihren technischen und wirtschaftlichen Betriebsbedingungen.

    SimulationX kennenlernen

    Die hohe Bedeutung der Energieeffizienz von Schienenfahrzeugen ergibt sich sowohl aus Sicht des Umweltschutzes im Sinne der Senkung von Schadstoffemissionen als auch unter wirtschaftlichen Aspekten. Unter diesem Blickwinkel gewinnt die Betrachtung des Fahrzeuges als Gesamtsystem zusätzlich an Bedeutung. Denn neben den bereits sehr energieeffizienten Fahrantrieben birgt die intelligente Auslegung und Regelung der Hilfsaggregate für Motorkühlung, Druckluftversorgung, Klimatisierung und Bordstromversorgung neues Optimierungspotenzial.

    Ganz gleich ob Sie schon simulationserfahren sind oder es noch werden möchten – die multiphysikalische Simulationssoftware SimulationX gibt es als Einsteiger- und Expertenversion für die Modellierung, Simulation und Analyse moderner Schienenfahrzeuge. Schauen Sie, welche Version für Ihre Anforderungen geeignet ist.

    zu SimulationX

    SimulationX – Software für die Schienenfahrzeugentwicklung

    • Erkennen und Reduzieren von Rollierschwingungen durch optimale Traktionsregelung
    • Entwickeln von Antriebslösungen, Fahrwerken, Brems- und Federungssystemen, Antriebsaggregaten und Anti-Schlupfregelsystemen
    • Prüfung und Evaluierung von kritischen Belastungsszenarien wie Anfahren und Bremsen, Überfahren von Verbindungsstücken, Synchronisationsfehler oder Kurzschlüsse
    • Simulation von Fahrzyklen: Berechnung von Fahrzeiten & Verbrauch
    • Analyse und Optimierung von mechanischen Schwingungsphänomen
    • Leistungsbeurteilung und energetische Optimierung von Hilfsaggregaten
    • Komponentenwechsel/-integration und Abstimmung im Gesamtsystem
    • Steuerungsdesign und -tests unter Verwendung von Echtzeit-Modellen (Lokomotiven, Triebwagen, ganze Zugverbände für den Personen- und Güterverkehr oder gleisgebundene Sonderfahrzeuge
    Referenzen

    Kunden und Referenzen

    Weltweit setzen Lieferanten und Ingenieurdienstleister in der Schienenfahrzeugindustrie bei der Entwicklung und Optimierung ihrer Systeme auf SimulationX, darunter namhafte Firmen wie Alstom, Bombardier Transportation DWA, GE Jenbacher, Herwarth Reich GmbH Maschinenfabrik, KWD Kupplungswerk Dresden, Siemens Transportation Systems, Siemens Automation & Drives, Voith Turbo oder Watteeuw. 

  • Alstom Transport

    Alstom Transport entwickelt und optimiert Antriebs- und Federungssysteme mit SimulationX

    zur Alstom-Anwendung
  • Klimatisierungssysteme in Fahrzeugen, Maschinen und Gebäuden

    Anwendungsbeispiele und Lösungen

    Zur Klimatechnik
    Kontakt
    Jörg Arloth Vertrieb
    Eva Seidel Marketing
    René Noack Engineering
    Florian Ohser Engineering