Simulación mecánica de sistemas ferroviarios

Abstract

La principal motivación de este trabajo fin de grado es analizar el comportamiento de los valores de los armónicos característicos de las gráficas de la densidad espectral de potencia de las vibraciones recogidas en el centro de masas de los ejes y en las cajas de grasas de un vehículo ferroviario, al simular un determinado trayecto con el software de simulación ferroviaria Universal Mechanism. La siguiente memoria se estructura en 8 capítulos. En el primero de ellos se presenta el proyecto, dando un breve resumen de los objetivos del proyecto, el entorno socioeconómico del ferrocarril, y el marco legal. El segundo capítulo se centra en los conceptos fundamentales necesarios para entender el funcionamiento del sistema ferroviario, incluyendo el ferrocarril propiamente dicho, así como una introducción acerca de la vía ferroviaria. En el tercer capítulo se explican todas las herramientas informáticas utilizadas, las cuales son Universal Mechanism como software de simulación ferroviaria, y Matlab y Excel para el tratamiento de los datos registrados. En el cuarto capítulo se desarrolla toda la metodología que se ejecutará para la elaboración del presente proyecto. En los capítulos quinto y sexto se desarrollan las simulaciones a partir de las cuales se tomarán los datos de aceleraciones necesarios para realizar el análisis de sus respectivas PSD. El primer experimento es un modelo sencillo, similar a un tranvía, mientras que el segundo se trata de un vagón que se integra en un vehículo completo. Por último, en el séptimo capítulo se presenta la memoria económica del proyecto, y en el octavo se sintetizan todas las conclusiones extraídas de la realización del análisis de los valores de los principales armónicos de las PSD de las vibraciones en los puntos elegidos del ferrocarril al circular en unas determinadas condiciones de circulación.

The main goal of this Final Grade Project is to analyze the behavior of the values of the most important harmonics of the PSD graphs from the vibrations collected in the center of mass of the axles and in the axleboxes of a railway vehicle, with the software of railway simulation Universal Mechanism. The next memoir is structured in 8 chapters. In the first one the project is presented, making a short summary of the goals of the project, the socioeconomic context, and the legal framework. The second chapter focuses on the previous basic concepts needed to understand the operation of the railway system, obviously including the vehicle and an introduction about the railroad. In the third chapter there is an explanation of all the informatics tools used to develop this project, which are Universal Mechanism as software of railway simulation, and Matlab and Excel for the treating of the data collected. In the fourth chapter it’s developed all the methodology followed to elaborate this project. In the fifth and sixth chapters the simulations are developed, from which the necessary acceleration data will be taken to perform the analysis of their respective PSD. The first experiment is a simple model, similar to a tram, while the second is a wagon that integrates into a complete vehicle. Finally, the seventh chapter includes the budget of the project, and in the eighth chapter there is a synthesis of all the conclusions extracted from the performance of the analysis of the values of the main harmonics of the PSD graphs of the vibrations in the study points while it drives along some determined conditions.