Estudio y simulación de un sistema de tracción ferroviaria

Abstract

El Trabajo de Fin de Grado que se va a exponer a continuación consistirá en un estudio de las fuerzas que ocurren sobre los wheelsets de un vehículo ferroviario a su paso por curva, a través de un software de simulación dinámica. Antes de mostrar los ensayos realizados, se expone una serie de conceptos ferroviarios fundamentales para la comprensión del problema a resolver y de las soluciones obtenidas. Además, se explica el funcionamiento del software de simulación utilizado, Universal Mechanism, de forma tal que se pueda entender el procedimiento realizado en las simulaciones y como se obtienen los resultados de éstas. Una vez explicado el funcionamiento del software, se expone un problema sobre un modelo de un sencillo, correspondiente a un tranvía, para comprender y comprobar el funcionamiento del programa. Así mismo, sobre este mismo modelo, se realizan una serie de simulaciones para comprobar la velocidad máxima a la que podría circular y ver como se presentan en las gráficas los problemas sufridos por un exceso de velocidad. Posteriormente se van a realizar tres experimentos sobre el vehículo en el cual se quiere exponer el problema. Este vehículo será un coche de pasajeros de un ferrocarril, que poseerá dos bogies con dos wheelsetes por bogie. Estos experimentos consistirán en hacer circular al coche de pasajeros por una curva descrita, para ver el efecto de la curva en las fuerzas que se presentan sobre los wheelsets. Posteriormente se modificará el centro de masas en los tres ejes de coordenadas por separado para ver la evolución de las fuerzas conforme se desplaza el centro de masas. En el último experimento se querrá observar la influencia de la velocidad sobre la fuerza vertical, para lo cual se realizarán las mismas simulaciones que en anterior ensayo para seis velocidades diferentes. Por último, se procesarán todos los resultados obtenidos por medio del programa MS-Excel, a través del cual se obtendrán las gráficas que permitirán sacar las conclusiones correspondientes a los problemas expuestos.

The following Final Degree Project will talk about the study of the forces that appear on the wheelsets of a train driving on a curved road. This study will be done with a Dynamic simulation software. Before showing the tests performed, a series of concepts about train fundaments are going to be exposed, for a better understanding about the problem to solve, and the answers obtained. Additionally, the fundaments about the simulations software will be explained, with the objective of the understanding about the way the simulations are done and how the results have been obtained. Once the software operation is explained, a problem over a simple model, a street car, is going to be exposed. The objective of this first problem is to know how the software works, and its correct performance. Also, on this same model, a number of simulations are going to be made to find the maximum speed on what this model can be driven, and how the problems are shown on the graphics. After that, three different experiments are going to be done on the passenger car. This car will be made by a box, and two bogies with two wheelsets on each bogie. These experiments will consist on made the passenger car drive over a curve, to study how the forces on the wheelsets change because of the curve. After that, the centre of mass of the passenger car is going to be modified on the three coordinate axes, one by one, to watch the evolution of the forces as the centre of mass is moved from the origin. On the last experiment, the objective is to watch the influence of the speed over the vertical force, so the same type of simulations than the second experiment are going to be done, for six different speeds. Lastly, all obtained data is going to be processed through the software MS–Excel, that will help us to make the graphics that will allow to get conclusion over the previously exposed problems