Análisis y optimización de modos de vibración en vehículos ferroviarios
- Autores: Juan Alberto Liarte Marín
- Directores de la Tesis: Emilio Garcia Garcia (dir. tes.), Santiago Baselga Ariño (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Zaragoza ( España ) en 2015
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Luis Miguel Baeza González (presid.), Jesús Cuartero Salafranca (secret.), J. C. Miguel de Priego (voc.)
- Materias:
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- Resumen
Esta tesis doctoral presenta el análisis del comportamiento dinámico del modelo de un vehículo ferroviario desde la perspectiva de sus modos de vibración y la optimización de dicho comportamiento mediante la implementación de mejoras pasivas y la introducción de sistemas activos.
El trabajo se inicia con la revisión de la literatura existente sobre los principales fenómenos dinámicos que son particulares de los vehículos ferroviarios. Posteriormente, se profundiza en el estudio de vibraciones y los modelos más recientes empleados para el análisis de modos de vibración, sin dejar a un lado las herramientas informáticas más extendidas sobre dinámica ferroviaria.
Para el análisis de modos de vibración en vehículos ferroviarios, se ha construido un modelo de vehículo que amplía la literatura existente y que se asemeja a la tecnología empleada actualmente, haciendo trasladables sus resultados a la industria del sector. El modelo representa un tren articulado con ruedas independientes, suspensión pendular y sistema de guiado pasivo pensado para el servicio de alta velocidad.
El análisis modal del modelo muestra que se trata de un vehículo con gran estabilidad pero que posee un modo de vibración que puede causar falta de confort en los pasajeros. Este modo de vibración, denominado de ¿serpenteo¿, produce la oscilación lateral de las cajas y ocurre a una frecuencia que podría ser percibida por los viajeros.
Tras este análisis, se ha aplicado la teoría de diseño de experimentos al modelo con el fin de averiguar qué parámetros tienen mayor influencia sobre el serpenteo del vehículo. La identificación de los factores más significativos ha desembocado en una serie de mejoras pasivas que han optimizado el comportamiento del vehículo.
A continuación, han sido incluidos los sistemas de suspensión activos (o actuadores) en sustitución de varios de los amortiguadores del modelo, diseñando una ley de control que ha maximizado la fuerza de los mismos. Por último, la simulación dinámica del modelo ha permitido analizar la optimización del serpenteo y el comportamiento a bajas frecuencias con las mejoras activas o pasivas o con la combinación de ambas.
