Desarrollo de una nueva metodología para la predicción del desgaste de ruedas ferroviarias

Resumen

Esta tesis describe el desarrollo de una nueva metodología para la predicción del desgaste de ruedas ferroviarias. Los puntos más críticos en el proceso de predicción de desgaste son, por un lado, la definición del conjunto de simulaciones que permita predecir la evolución del desgaste lo más eficientemente posible; y por otro, la estimación del material a eliminar según las condiciones que se dan en el contacto rueda-carril. La metodología desarrollada en el presente trabajo se centra, sobretodo, en el primer apartado, donde se ha propuesto un algoritmo que resulta en una reducción en el coste computacional en comparación con los métodos existentes. Esta metodología se basa en dos aspectos; en primer lugar, en que el trazado puede ser representado por unos puntos característicos. Los cálculos en toda la red ferroviaria pueden ser sustituidos por el cálculo de las condiciones de contacto en determinados puntos característicos y, a partir de la extrapolación de los resultados en dichos puntos, se puede deducir la evolución del desgaste de las ruedas. En segundo lugar, en que los resultados de las simulaciones cuasiestáticas pueden ser utilizados para calcular el desgaste global de un trazado. Para ello se ha verificado la similitud entre simulaciones cuasiestáticas y dinámicas en lo que a energía disipada en el contacto se refiere, a partir de simulaciones multicuerpo de un vehículo en diferentes situaciones y condiciones de operación. Con el fin de verificar el carácter general y la robustez de la metodología propuesta, se ha aplicado a diferentes casos, y se ha comprobado que se puede aplicar de manera sistemática a cualquier red ferroviaria, flota de vehículos o condiciones de funcionamiento. Este nuevo método se ha incorporado en el proceso completo de estimación de la evolución de los perfiles de rueda y se ha validado a través de la comparación de distribuciones de desgaste simulados y medidos en servicio en dos flotas metropolitanas. Se han obtenido resultados prometedores para predecir el desgaste de la rueda. Además, la posición estimada del daño en el perfil de la rueda coincide con la medida experimentalmente.