Modelo avanzado para predicción y eliminación del desgaste ondulatorio de carril de onda corta

Resumen

En la presente tesis se desarrolla un modelo matemático que ayuda a comprender los mecanismos de formación del desgaste ondulatorio de onda corta producido en la vía ferroviaria, que se ha observado en mayor o en menor medida en casi todas las administraciones del mundo. Gracias a este modelo de corrugación se lograr predecir la longitud de onda más probable de aparición del desgaste y señalar los componentes de la vía y del vehículo involucrados en él, lo que capacita para obtener sus características mecánicas óptimas, de manera que se evite, o al menos se retarde, la aparición de corrugación. En el modelo propuesto, el desarrollo de la corrugación se plantea como un ciclo complejo en el que la irregularidad aleatoria existente en el carril exista la dinámica de la vía y del eje montado a través del contacto. Esto provoca, mediante el mecanismo del daño, un desgaste no continuo a lo largo de la superficie de rodadura del carril. Debido a la diversidad de elementos involucrados, el modelo de corrugación se compone de varios módulos. En primer lugar se estudia el comportamiento dinámico de la vía. Para ello se analizan en principio distintos modelos de tramo finito desarrollados a partir del Método de los Elementos Finitos. Los resultados de estos modelos se contrastan posteriormente con los datos mostrados en la bibliografía. A continuación se presenta un modelo avanzado para la vía basado en el Finite Strip Method y la Teoría de Estructuras Periódicas. En cuanto al vehículo, se propone un modelo para el eje montado basado en el Método de los Elementos Finitos. Por otra parte, se establece la teoría de contacto rueda/carril más adecuada al caso de estudio tanto para la componente normal como para la componente lateral. Por último, el mecanismo de daño asociado al fenómeno, que se basa en el desgaste, se modeliza a partir de la hipótesis de fricción. Además, como método de validación, tanto los result