Modelo mejorado de interacción vehículo ferroviario-vía negociando una curva en el dominio de la alta frecuencia

Abstract

[ES] La interacción dinámica entre un vehículo ferroviario y la vía se presenta como un problema complejo dado el acoplamiento vibracional entre ambos subsistemas a través de las fuerzas que aparecen en el área de contacto. Aunque el transporte ferroviario se considera generalmente respetuoso con el medio ambiente, el ruido proveniente de la interacción rueda-carril es un inconveniente relevante que ha recibido especial atención en las últimas décadas. Los chirridos en curva, ruido de fuerte carácter tonal en el dominio de las altas frecuencias, aparecen generalmente cuando el tren negocia una curva cerrada. Con el objetivo de alcanzar una mejor comprensión del fenómeno, se han implementado modelos de Elementos Finitos (EF) de la rueda para incluir su flexibilidad y extender así el rango de frecuencias; recientes trabajos han introducido también los efectos inerciales debidos a la rotación del eje. Por otra parte, se ha desarrollado un modelo flexible de vía cíclica mediante un tipo de elementos finitos conocido como Moving Elements (ME), que permite refinar la malla únicamente alrededor del área de contacto. En el presente artículo, se han llevado a cabo distintas simulaciones en el dominio del tiempo para circulación en vía curva considerando dos radios de curva y cuatro coeficientes de fricción distintos, evaluándose las fuerzas de contacto tangenciales en busca de inestabilidades que puedan estar asociadas a este fenómeno de chirridos en curva. A su vez, se ha estudiado la influencia de los efectos giroscópicos asociados a la rotación del eje.