Diseño de un sistema para calibrar un banco de ensayos de pantógrafos

Abstract

[ES] Uno de los grandes problemas en el diseño ferroviario se encuentra en el contacto pantógrafocatenaria. Este factor limita la velocidad de circulación del vehículo además de suponer un aspecto importante tanto para la economía y la seguridad de la circulación. Con el ánimo de realizar simulaciones y análisis que eviten ensayos in situ, y reducir así el coste asociado a los mismos, se deben crear sistemas con los que facilitar la comprensión de esta interacción pantógrafo-catenaria. Es por ello que en este proyecto se define el diseño de un sistema con un comportamiento dinámico similar al de un pantógrafo real, para poder así calibrar un banco de ensayos. Para realizar este diseño, se lleva a cabo una simulación por elementos finitos en la que se busca una similitud aceptable entre los modos de vibración teóricos del pantógrafo y los obtenidos en el sistema diseñado. Con este proyecto se contribuye a la puesta en marcha de ensayos en laboratorio con los que simular el contacto pantógrafo-catenaria.

[CA] Un dels grans problemes en el disseny ferroviari es troba en el contacte pantògraf-catenària. Aquest factor limita la velocitat de circulació del vehicle a més de suposar un aspecte important punt per a l'economia i la seguretat de la circulació. Amb l'ànim de realitzar simulacions i anàlisis que eviten assajos in situ, i el cost associat a aquests, s'han de crear sistemes tant mecànics com informàtics amb els quals facilitar la comprensió d'aquesta interacció pantògraf-catenària. És per això que en aquest projecte es defineix el disseny d'un sistema que imita el comportament mecànic a oscil·lacions d'un pantògraf real, per a poder així calibrar un banc d'assajos. Per a realitzar aquest disseny, es duu a terme una simulació per elements finits en la qual es busca una similitud acceptable entre el model teòric d'oscil·lació del pantògraf i les maneres de vibració obtinguts en el sistema dissenyat. Amb aquest projecte es contribueix a la posada en marxa d'assajos en laboratori amb els quals perfeccionar el contacte pantògraf-catenària.

[EN] One of the greatest issues with railway design is the pantograph-catenary interaction. This is an element which limits the speed of movement in vehicles and also entails a relevant aspect in security and economy of circulation. In order to conduct simulations so that tests in situ (and its associated costs) can be avoided, it is necessary to create both computer and mechanical devices. This way, interaction between pantograph and catenary would be easier to understand. This is why this project addresses the design of a device that imitates the dynamic behaviour of a real pantograph so that a test bench can be calibrated. To achieve this design, simulations with Finite Element Method are implemented, where acceptable similarities between theoretical vibrating model and the vibrating modes of this design are searched. With this project, there is a contribution to setting up test benches in laboratories to simulate the pantograph-catenary contact.