Modelo dinámico de la interacción vía-vehículo basado en subestructuración

Resumen

En el ferrocarril son numerosos los problemas dinámicos que afectan de forma acoplada al vehículo y la vía, y que tienen su origen en las irregularidades del carril y de la banda de rodadura de las ruedas de los vehículos. En condiciones normales de explotación, son estos defectos la principal causa de una emisión acústica y una respuesta vibratoria anormalmente elevada. Las irregularidades dan lugar a una variación del valor de la fuerza transmitida entre el carril y la rueda que puede llegar a ser varias veces superior al correspondiente valor estático. Además de los problemas anteriores, pueden producirse roturas de carriles o ruedas, incrementos del desgaste ondulatorio y el deterioro acelerado de la vía y de los órganos de rodadura del vehículo. La necesidad del control de este problema se justifica a través de la dimensión económica y ambiental de las consecuencias de este tipo de fallo. El modelado y los métodos de simulación dinámica son herramientas fundamentales en este caso para el análisis y el diseño, especialmente por las dificultades correspondientes a la experimentación en el ferrocarril. Sin embargo, los modelos que abordan este tipo de problemas son poco frecuentes. La presente Tesis Doctoral ha sido realizada con la finalidad de contribuir en este campo a través del desarrollo de una metodología que permita considerar el sistema con realismo y facilitar la generación de los modelos. Se han adoptado técnicas de subestructuración modal que consideran de forma precisa carriles, traviesas y vehículo, implementando los elementos que pueden tener propiedades más complejas (contacto rueda-carril, placas de asiento y balasto) a través de fuerzas de conexión. La metodología ha sido aplicada al desarrollo de un modelado lineal que proporciona la caracterización del problema en el dominio de la frecuencia; y de un modelado más complejo que permite simular la respuesta dinámica del sistema en el