Diseño de una locomotora de maniobras de nueva generación. Solución 2: capota corta.

Abstract

[ES] El proyecto “Diseño de una locomotora de maniobras de nueva generación. Solución 2: Capota corta”se corresponde con el Trabajo Fin de Máster del Máster Universitario en Ingeniería Mecánica para la Universitat Politècnica de València realizado por Enrique Aguilar Darós. El proyecto consta de una memoria descriptiva del proceso de diseño y cálculo de la capota corta de una locomotora de maniobras destinada a Finlandia, seguida del presupuesto pertinente de la realización del proyecto y un conjunto de planos que detalla el modelo final propuesto. Para la realización del proyecto se comenzó proponiendo un diseño inicial de la estructura metálica de la capota corta que cumpliese con el pliego de condiciones estipulado por el cliente y la normativa aplicable a este proyecto. Para verificar el diseño ante los diferentes casos de carga a los que estará sometida una locomotora de maniobras en acción, se debía comprobar el caso de colisión contra un obstáculo deformable, correspondiente con el caso de carga más desfavorable, para luego realizar lasverificaciones con otros análisis tales como el de resistencia a fatiga, acumulación de nieve, sobrecarga de mantenimiento, levante de la capota, análisis modal y por último, el cálculo y la comprobación de las uniones atornilladas. Tras realizar los primeros análisis se propuso la posibilidad de implementar un módulo de absorción de impactos en el frontal de la capota, de forma que ante un impacto como el analizado, el resto de la capota corta, los equipos que se encuentran en su interior y la cabina adyacente, no sufrieran daños relevantes. Con la implementación de dicho módulo y de algunos refuerzos constructivos colocados de forma estratégica, se consiguió validar el modelo ante los casos de carga comentados. Para finalizar, se pasó del diseño simplificado realizado con elementos finitos a un modelo CAD final con todos los detalles implementados y con los perfiles estructurales fabricados en su mayoría de chapa de acero doblada. Con el modelo final obtenido, se realizó el cálculo de los costes de la elaboración del proyecto además de un conjunto de planos para definir la geometría de la estructura de forma detallada.

[CA] El projecte “Diseny d'una locomotora de maniobres de nova generació. Solució 2: Capota curta”es correspon amb el Treball Fi de Màster del Màster Universitari en Enginyeria Mecànica per a la Universitat Politècnica de València realitzat per Enrique Aguilar Darós. El projecte consta d'una memòria descriptiva del procés de disseny i càlcul de la capota curta d'una locomotora de maniobres destinada a Finlàndia, seguida del pressupost pertinent de la realització del projecte i un conjunt de plans que detalla el model final proposat. Per a la realització del projecte es va començar proposant un disseny inicial de l'estructura metàl·lica de la capota curta que complira amb el plec de condicions estipulat pel client i la normativa aplicable a este projecte. Per a verificar el disseny davant dels diferents casos de càrrega a què estarà sotmesa una locomotora de maniobres en acció, s'havia de comprovar el cas de col·lisió contra un obstacle deformable, corresponent amb el cas de càrrega més desfavorable, per a després realitzar les verificacions amb altres anàlisis tals com el de resistència a fatiga, acumulació de neu, sobrecàrrega de manteniment, alçada de la capota, anàlisi modal i finalment, el càlcul i la comprovació de les unions caragolades. Després de realitzar les primeres anàlisis es va proposar la possibilitat d'implementar un mòdul d'absorció d'impactes en el frontal de la capota, de manera que davant d'un impacte com l'analitzat, la resta de la capota curta, els equips que es troben en el seu interior i la cabinaadjacent, no patiren danys rellevants. Amb la implementació del mòdul i d'alguns reforços constructius col·locats de forma estratègica, es va aconseguir validar el model davant dels casos de càrrega comentats. Per a finalitzar, es va passar del disseny simplificat realitzat amb elements finits a un model CAD final amb tots els detalls implementats i amb els perfils estructurals fabricats majoritàriament de xapa d'acer doblegada. Amb el model final obtingut, es va realitzar el càlcul dels costos de l'elaboració del projecte a més d'un conjunt de plans per a definir la geometria de l'estructura de forma detallada.

[EN] The project "Design of a new generation shunting locomotive. Solution 2: Short hood" corresponds to the Master’s Thesis of the Master’s Degree in Mechanical Engineering for the Universitat Politècnica de València carried out by Enrique Aguilar Darós. The project consists of a descriptive report of the design and calculation process of the short hood of a shunting locomotive intended for Finland, followed by the relevant budget for the completion of the project and a set of drawings detailing the proposed final model. For the realization of the project it was started proposing an initial design of the metal structure of the short hood that met the specifications stipulated by the client and the regulations applicable to this project. In order to verify the design of the different load cases to which an operating shunting locomotive will be subjected, the case of collision against a deformable obstacle, corresponding to the most unfavourable load case, should be checked, to then perform the verifications with other analyses such as fatigue resistance, snow accumulation, maintenance overload, hood lift, modal analysis and finally, the calculation and testing of the bolted joints. After carrying out the first analyses, it was proposed the possibility of implementing an impact absorption module on the front of the hood, so in the event of an impact such as the one analyzed, the rest of the hood, the equipment inside the hood and the adjacent cabin, suffered no significant damage. With the implementation of that module and some strategically placed constructive reinforcements, the model was validated against the load cases discussed. Finally, we moved from the simplified design made with finite elements to a final CAD model with all the details implemented and with the structural profiles made mostly of bent steel sheet. With the final model obtained, the calculation of the costs of the elaboration of the project wascarried out in addition to a set of drawings to define the geometry of the structure in detail.