Estudio de la influencia de los parámetros de contacto en la estabilidad de un vehículo ferroviario desde un punto de vista teórico y mediante la aplicación de la normativa de aceptación dinámica EN 14363.

Abstract

[ES] En este Trabajo Fin de Master se realiza un estudio sobre estabilidad de un vehículo ferroviario. Se comparan diferentes metodologías para obtener la velocidad máxima de circulación segura del vehículo, denominada velocidad crítica, y se analiza la influencia del estado de la rodadura mediante el parámetro más relevante en el contacto rueda-carril, denominado conicidad equivalente. En el trabajo se utiliza como software principal Adams Vi-Rail, para realizar diferentes análisis de estabilidad teóricos y consecuentemente determinar la velocidad crítica del vehículo comparándola con la de la Normativa de Aceptación Dinámica EN 14363 que se obtiene mediante simulaciones con irregularidades reales. Para la determinación de esta velocidad se emplean señales de aceleración de los bogies y la caja, además de valores de fuerza en el contacto rueda-carril. Aprovechando el empleo de acelerómetros para determinar la estabilidad, se estudia la posibilidad de introducir un mantenimiento predictivo del estado de la rodadura, aplicando métodos dentro del ámbito de la detección de fallos. Estos métodos consisten en el análisis frecuencial (FFT) y análisis temporal de componentes principales (PCA) de las señales de los acelerómetros. Los resultados que se obtienen son prometedores para continuar esta línea de investigación en trabajos futuros.

[EN] In this Master Final Project, a study on the stability of a railway vehicle is carried out. Different methodologies are compared to obtain the maximum safe running speed of the vehicle, called critical speed, and the influence of the rolling condition is analyzed by means of the most relevant parameter in the wheel-rail contact, called equivalent conicity. The main software used in this work is Adams Vi-Rail, to perform different theoretical stability analyses and consequently determine the critical speed of the vehicle by comparing it with that of the Dynamic Acceptance Standard EN 14363, which is obtained through simulations with real irregularities. To determine this speed, acceleration signals from the bogies and the body are used, as well as force values in the wheel-rail contact. Taking advantage of the use of accelerometers to determine the stability, the possibility of introducing a predictive maintenance of the rolling condition is studied, applying methods within the field of fault detection. These methods consist of frequency analysis (FFT) and principal component analysis (PCA) of the accelerometer signals. The results obtained are promising to continue this line of research in future works.