Simulación de la dinámica de un vehículo ferroviario mediante heramientas de ingeniería asistidas por ordenador

Abstract

El objetivo principal del presente TFG es diseñar, modelar y simular el comportamiento dinámico de un vehículo ferroviario mediante herramientas informáticas asistidas por ordenador. La primera parte del trabajo es una recopilación bibliográfica en la que se desarrollan los conceptos o elementos principales tanto de la vía como de los vehículos ferroviarios. Seguidamente, se expone la teoría de la dinámica por la que se rigen los vehículos ferroviarios. Se presenta la dinámica vertical, lateral y, en más profundidad, la longitudinal. Para la construcción del modelo, se elige como base la unidad de tren s447. Algunas características o parámetros del modelo son modificados respecto a la unidad real. Mediante SolidWorks se diseñan y construyen los distintos componentes, según normas UNE. Posteriormente se ensamblan los distintos componentes para crear la unidad. Por último, se simula dicho modelo en diferentes ensayos: Velocidad máxima, rampa máxima, comportamiento ante defecto en vía y comportamiento en curva. Para realizar las distintas simulaciones, se realizan los cálculos teóricos de los distintos parámetros que rigen el comportamiento dinámico: Suspensiones, motores, pares de fuerza y resistencia al avance.

The main aim of this work is to design, model and simulate the dynamic behaviour of a railway vehicle using computer-aided computer tools. In the beginning of the work there is a bibliographical compilation which the concepts of the main elements of the track and the railway vehicles are developed. Next, the theory of the dynamics governing rail vehicles is presented. The vertical, lateral and, in much more detail, the longitudinal dynamics are presented. To making model, the train unit s447 is chosen as the basis. Some characteristics or parameters of the model are modified to simplify the original unit. Using SolidWorks, different components have been designed and formed, according to regulations UNE. Afterwards, these components are assembled to create the complete unit. Finally, the model is simulated in different tests: Maximum speed, maximum ramp, behaviour before faulting in track and behaviour in curve. To perform the several simulations, the theoretical calculations of the various parameters, that govern the dynamic behaviour, are made: Suspensions, motors, torque and drag resistance.