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Análisis en ANSYS del contacto rueda-carril

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Publication date
2017-09
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2017-10-09
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El presente proyecto se centra en el mundo ferroviario, más concretamente en el estudio del contacto entre la rueda y el carril (propio de la tracción ferroviaria convencional) y entre la rueda y los rodillos (propio de la tracción en los bancos de pruebas). Este contacto produce una huella de área pequeña, la cual es de vital importancia conocer para poder estudiar mejor la dinámica del tren, así como los fenómenos de desgaste y fatiga que se producen en el eje, carril y ruedas y que son muy importantes para la seguridad de los viajeros ya que pueden producir el descarrilamiento del tren. Para llevar a cabo este estudio se ha empleado el método de elementos finitos (MEF) que lleva implementado el Software Ansys. Para la resolución de ambos conjuntos (rueda-carril y rueda-rodillos), los cuales han sido modelados según la normativa, primero hay que mallarlos, luego se deben especificar las condiciones de contorno (cargas y restricciones) y por último realizar las simulaciones. Una vez acabadas las simulaciones, se recopilan los resultados que interesan (tensión de Von Misses, presión de contacto y área de contacto) y se comparan con los de un modelo hertziano de contacto para confirmar su validez.
The present project focuses on the railway industry, more specifically on the study of wheel-rail contact (conventional rail traction) and between wheel and roller (traction on test benches). This contact produces a small area footprint, which is vital to know to determine accurately the dynamics of the train, as well as the fatigue and wear phenomena that occur on the axle, rail and wheels and are very important for the safety of travelers as they can cause train derailment. To carry out this study the finite element method (MEF) has been used, which is inside the Ansys Software. For solving both sets (wheel-rail and wheel-rollers) which have been modeled according to the norm the sets are meshed first, then the boundary conditions (loads and constraints) must be specified and then the simulations are performed. Once the simulations are finished, we compile the results that interest us (Von Misses stress, contact pressure and contact area) and compare them with those of a contact hertzian model to check their validity.
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Keywords
Tecnología ferroviaria, Método de elementos finitos (MEF), Contacto, Ruedas, Ansys
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