Modelado y simulación del comportamiento dinámico a baja frecuencia de trenes articulados

Abstract

Esta Tesis se centra en el desarrollo de herramientas para la simulación de la dinámica en baja frecuencia de trenes articulados. A través de estas herramientas se pretende obtener conclusiones relevantes para el diseño preliminar de estos trenes, ya que en este rango de frecuencias se definen problemas importantes como la seguridad de marcha, la inestabilidad dinámica y, en parte, el confort. Para que estas herramientas sean eficientes, deben tener un bajo coste temporal para el modelado, el cálculo y el postproceso de los resultados.

En la actualidad, el aumento de la velocidad de circulación y la eficiencia energética son factores que influyen notablemente en el desarrollo de los nuevos trenes de alta velocidad. En este sentido, los trenes articulados presentan características dinámicas que les hacen especialmente indicados para su explotación en alta velocidad. Sin embargo, el modelado de trenes articulados en los programas comerciales de dinámica ferroviaria presenta algunas dificultades. Así, desde el punto de vista industrial, resulta interesante disponer de modelos sencillos que reproduzcan los aspectos más destacados de la dinámica de baja frecuencia de estos trenes. Estos modelos deben proporcionar resultados con una precisión suficiente y ofrecer una visión de conjunto del comportamiento dinámico del tren para poder orientar las decisiones en el diseño de estos vehículos.

En este trabajo se va a plantear una metodología que permita desarrollar modelos dinámicos de trenes articulados de forma eficiente. Para ello, se van a considerar y justificar una serie de hipótesis simplificativas, y se va a proponer el empleo de coordenadas naturales para describir la cinemática de las cajas. Esta metodología se va a aplicar para desarrollar modelos lineales y no lineales de trenes Talgo con el objetivo de validar las simplificaciones realizadas. Finalmente, se van a realizar una serie de análisis con estos modelos para comprobar su precisión y mejorar el conocimie