Análisis de cargas en un "bogie" remolcado

Abstract

El presente trabajo presenta una introducción al comportamiento dinámico del material rodante ferroviario, el cual se centra, principalmente, en la dinámica del bogie. El documento inicia con una descripción genérica de los componentes fundamentales del mismo, los que se definen como aquellas partes que son esenciales para el funcionamiento del vehículo; seguidamente se presenta una clasificación de los bogies de acuerdo a sus características constructivas, condiciones de operación y normativa. A continuación se muestra la parametrización del trazado ferroviario en términos de sus características geométricas, así como una descripción de los componentes de la vía. La siguiente parte del documento se centra en la dinámica del conjunto rueda – eje el cual es el elemento responsable de la respuesta dinámica del vehículo por acción de las cargas originadas en el contacto; en una primera parte se soluciona el problema geométrico de contacto con el cual se determina la ubicación de los puntos de análisis; posteriormente se plantea el problema de contacto normal el cual da origen a la elipse de contacto producto de las deformaciones elásticas de los cuerpos en contacto; tal elipse, debido al deslizamiento entre el riel y la rueda da origen a las fuerzas longitudinales y transversales de contacto, el cual se denomina el problema tangencial, para el cual se hace uso de la teoría lineal de Kalker; una vez conocidas las fuerzas de contacto se plantea las ecuaciones cinemáticas del conjunto rueda – eje. Finalmente, en el último capítulo, se hace uso de las relaciones de cargas halladas en capítulos anteriores y a partir de parámetros másicos y de un trazado de simulación se plantea las ecuaciones de las cargas actuantes sobre el bogie; para finalmente presentar las gráficas de las cargas obtenidas del tránsito sobre el trazado de simulación. En el presente trabajo, no se hace el análisis del sistema de suspensión del vehículo; adicionalmente, solo se consideran las cargas originadas por la interacción del vehículo con el trazado dejando de lado cualquier posible carga de impacto que pudiese surgir en una condición real de rodadura.