Modelado de catenarias ferroviarias a partir de datos experimentales de la altura del hilo de contacto

Abstract

[ES La calidad de la interacción entre el pantógrafo y la catenaria es determinante para asegurar un suministro energético constante al ferrocarril y para que así este alcance las mayores velocidades posibles. La interacción por su parte viene determinada por las fuerzas de contacto entre los frotadores del pantógrafo y el hilo de contacto que le suministra corriente. Cuanto más constante esta fuerza más estable es el suministro de corriente y menor el desgaste originado en los componentes en contacto. En la realidad esta fuerza se ve afectada por factores externos, entre los que se encuentran los fallos en la instalación de la catenaria. El objetivo del presente TFG es el modelado de catenarias con error de montaje en base a medidas experimentales de la altura del hilo de contacto y el análisis de la influencia de los mismos sobre la fuerza de contacto de la interacción dinámica de forma experimental a través del software PaCDIn elaborado por el Departamento de Ingeniería Mecánica y Materiales (DIMM) de la Universidad Politécnica de Valencia. Lo primero que se deberá hacer tras la familiarización con el programa, es obtener datos de errores reales de instalación a partir de los datos experimentales proporcionados. Tras su caracterización estadística, se generarán errores se generarán 4 catenarias reales que posteriormente se utilizarán en la simulación dinámica. Los resultados de estas interacciones se analizarán con respecto a lo esperado de la misma simulación con catenarias nominales. Por último, se podrá ver el efecto que tienen estos errores sobre la desviación típica de la fuerza de contacto y, por lo tanto, sobre la calidad de la interacción.

[EN] The quality of the interaction between the pantograph and the catenary is decisive to ensure a constant energy supply to the railway and so that it reaches the highest possible speeds. The interaction for its part is determined by the contact forces between the pantograph panheads and the contact wire that supplies current to the pantograph. The more constant this force, the more stable the current supply and the less wear caused by the components in contact. In reality, this force is affected by external factors, among which are failures in the installation of the catenary. The objective of this project is the modeling of catenaries with installation error based on experimental measurements of the contact wire height and the analysis of their influence on the contact force of the dynamic interaction experimentally through the PaCDIn software produced by the Department of Mechanical and Materials Engineering (DIMM) of the Polytechnic University of Valencia. The first thing to do after getting to know the program is to obtain data on real installation errors from the experimental data provided. After their statistical characterization, errors will be generated, 4 real catenaries will be generated that will later be used in the dynamic simulation. The results of these interactions will be analyzed with respect to what is expected from the same simulation with nominal catenaries. Finally, it will be possible to see the effect that these errors have on the standard deviation of the contact force and, therefore, on the quality of the interaction.