Dissertação

{pt_PT=Study of the Derailment Potential of Railway Cargo Vehicles as a Function of the Loading Characteristics} {} EVALUATED

{pt=A família de bogies ferroviários Y25 constitui o tipo de bogies mais utilizado em vagões de mercadorias na Europa. O seu uso está associado ao seu custo reduzido e baixa necessidade de manutenção. No entanto, este tipo de bogies apresenta mau comportamento em curva, bem como um historial conhecido de descarrilamentos. Sendo impossível recondicionar todos os bogies deste tipo, resta determinar quais as condições em que a sua operação pode ser considerada segura. Para tal, é necessário aprofundar o conhecimento sobre o efeito que as condições de carregamento têm sobre o potencial de descarrilamento de veículos de mercadorias equipados com bogies da família Y25, em condições realistas. Nesta tese, é avaliada a segurança contra o descarrilamento de um vagão de mercadorias equipado com bogies Y21, usando como caso de estudo um descarrilamento que ocorreu numa linha ferroviária portuguesa. Nesse sentido, são desenvolvidos modelos do vagão no software comercial VAMPIRE e no programa in-house MUBODyn. Para modelar o amortecimento por atrito de veículos de mercadorias, o VAMPIRE disponibiliza elementos com propriedades de fricção, enquanto que o MUBODyn permite utilizar juntas cinemáticas imperfeitas. Os modelos desenvolvidos são simulados em diversos cenários e os factores de descarrilamento são calculados para analisar o potencial de descarrilamento. Apesar da semelhança entre os resultados dos dois programas no caso nominal, existem diferenças substanciais nos casos mais adversos, devidas às diferenças na modelação nos dois programas. De entre os cenários estudados, o carregamento assimétrico do veículo é aquele que apresenta uma maior influência no potencial de descarrilamento., en=Railway bogies of the Y25 family are the most common type of bogies used in freight wagons in Europe. Their widespread use is associated to their low cost and low maintenance requirements. However, this family of bogies presents poor curving performance and a history of derailments. While it is not feasible to overhaul the entire family of bogies, it is possible to assess the limits of safe operation of the wagons equipped with these bogies. This requires a deeper understanding of the effect of the loading characteristics in the derailment potential of freight vehicles equipped with bogies of the Y25 family, in realistic conditions. In this thesis, the safety against derailment of a laden freight wagon fitted with Y21 bogies is evaluated, using the derailment of a freight train in a Portuguese railway line as a case study. This requires the development of models of the wagon, using the commercial multibody program VAMPIRE and the in-house program MUBODyn. To model the friction suspension elements of the freight vehicles, VAMPIRE offers line friction elements, while MUBODyn allows the use of imperfect kinematic joints. These vehicle models are simulated under different potential derailment scenarios and the derailment assessment quantities are obtained to analyse the derailment potential. Despite the good agreement between the results of the two programs in the nominal case, the results differ in more adverse scenarios due to the different modelling approaches. Amongst the scenarios considered, asymmetric loading plays the biggest influence in the derailment potential.}
{pt=Dinâmica Ferroviária, Bogie de Mercadorias, Estudo de Descarrilamento, Sistema Multicorpo, Juntas Cinemáticas Imperfeitas, Modelação de Atrito, en=Railway Dynamics, Freight Bogie, Derailment Assessment, Multibody Systems, Imperfect Kinematic Joints, Friction Modelling}

Novembro 29, 2019, 14:0

Orientação

ORIENTADOR

Jorge Alberto Cadete Ambrósio

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Catedrático

ORIENTADOR

Hugo Miguel Pacheco Magalhães

Institute of Railway Research, University of Huddersfield, United Kingdom

Research Assistant