Cálculo de la tracción y estimación del desgaste causado por vehículos ferroviarios

Abstract

[ES] Para el estudio de la tracción como fuerza generadora del movimiento en un vehículo ferroviario, es necesario hacer un estudio del contacto rueda-carril. Ya que este es el responsable no solo de la dinámica del vehículo, sino de su confort y fiabilidad, generando los fenómenos responsables del desgaste entre ambas superficies. Tras estudiar las diferentes teorías de contacto y realizar simplificaciones, se ha podido desarrollar un algoritmo rápido de cálculo, basado en la teoría no lineal de Hertz. Este algoritmo nos servirá para calcular la superficie de contacto debida a la interpenetración de las geometrías tridimensionales rueda-carril, y posteriormente obtener las fuerzas y momentos producidos en los seis grados de libertad. De ese modo resolveremos el problema normal, asumiendo superficie elíptica y una distribución de tensiones normales que sigue la teoría de Hertz. Resolviendo el problema tangencial con la teoría simplificada de Kalker para coeficiente de rozamiento constante. Una vez desarrollado el algoritmo se estudia el desgaste que sufre la evolución de los perfiles rueda y carril, para poder implementar una estimación del desgaste en el modelo de contacto. Finalmente se aplica al modelo a un caso real obteniendo parámetros sensibles al funcionamiento del vehículo.