Validación mediante ADAMS/Rail de un modelo de comportamiento dinámico integral de un vehículo ferroviario: análisis de estabilidad

Abstract

[EN] This End-of-Master’s project aims at the validation of a Model Program proposed by the Mechanical Engineering Research Centre (CIIM using a commercial program as a sample, Adam’s Rail, . This computational tool analyzes the dynamical behaviour of a railway vehicle both at high and low frequencies. In order to contrast the two subject matter programs, it is essential to know their functioning in detail and also to have vast kwoledge of general railway dynamics. The Proposed Model Progam (CIIM) is a higly valuable tool for the study for the railway-vehicle interaction, as it considers the whole range of frequencies. For that reason, a good validation of the program itself becomes essential. To that purpose, the first stept to be taken is verify that the yielded results at low frenquency dynamics (mainly regarding the vehicle’s safety) correspond with those calculated using a commercial program considered as a benchmark within the industry. Amongst those calculations, the stability stands out as a very important one since it will define the maximum speed at which the vehicle can run safely. It should also be highlighted that the computers at reach nowadays allow us to make utterly complex calculations in a quick and precise way, which makes it a lot easier to develop studies like this one. As the program validation is concerned, a result-comparison methodolody will be developed, implying some simplification in Matlab’s progam and some modification in Adams Rail program.

En los últimos años se ha desarrollado en el seno del grupo de investigación un modelo integral para el estudio de la dinámica de la interacción entre un vehículo ferroviario y la vía. Se trata de un modelo que incorpora la flexibilidad del eje montado, de los carriles y de su subestructura, de modo que es capaz de reproducir tanto fenómenos de baja frecuencia, que son importantes desde el punto de vista de la seguridad de marcha; como fenómenos de media y alta frecuencia, que afectan al confort y al desgaste de ruedas y carriles. El objeto de este trabajo es realizar una validación del modelo frente a una aplicación comercial muy extendida en la industria para el diseño y análisis de vehículos ferroviarios, como es ADAMS/Rail. La idea es plantear una serie de simulaciones que permitan verificar las prestaciones computacionales y la precisión en diferentes escenarios, analizando parámetros de estabilidad del vehículo. Estas simulaciones se seleccionarán entre algunos ensayos habituales en la normativa para la homologación de vehículos ferroviarios.

[CA] Aquest Treball fi de Màster es basa en la validació del Programa Model propost pel CIIM prenent un programa comercial com a eixample ADAMS Rail. Aquesta ferramenta computacional estudia l’anàlisi dinàmic d’un vehicle ferroviari tant a baixa como a alta frequència. Per tal de comparar ambdós programes, és molt important conèixer el seu funcionament així como tindre vast coneixements de la dinàmica ferroviaria en general. El Progama Model Propost (CIIM) és una eina molt valuosa per a l’estudi de la interacció via-vehicle ja que contempla tot el rang de frequències. Per això, es torna molt important fer una correcta validació del mateix, per a la qual cosa, el primer pas és comprovar que els resultants corresponents a la dinàmica de baixa frenquència (fonamentalment per a la seguretat del vehicle) es corresponen amb els d’un programa comercial considerat tot un referent dins la indústria. El càlcul de l’estabilitat és fonamental ja que defineix la velocitat màxima de circulació segura del vehicle. Cal destacar, a mès, que els ordinadors tan potents dels que hi disposem en la actualitat faciliten moltíssim aques tipus d’estudis ja que ens permetem dur a terme càlculs de gran magnitud d’una forma ràpida i eficient. Per tal de fer la validació del programa es durà a terme una metodología per comparar els resultats dels programes, inclouent simplificacions al programa Matlab i fent alguna modificació al programa ADAMS Rail.