Modelo simplificado para la simulación de la interacción dinámica catenaria - pantógrafo

Abstract

En este artículo se presenta un modelo simplificado unidimensional para la simulación de la interacción dinámica entre la catenaria y el pantógrafo. Los modelos simplificados para estudiar este problema desarrollados por otros autores, realizan hipótesis simplificatorias sobre la distribución de rigidez en la catenaria o el modelado del contacto entre la catenaria y el pantógrafo. En este trabajo se presenta un modelo semianalítico para la determinación de la rigidez exacta de la catenaria. Debido a la formulación empleada, el método es rápido y preciso lo que permite su empleo en este tipo de modelos simplificados donde se sacrifica cierta precisión en los resultados a cambio de ganar velocidad de cálculo. Por otro lado, el modelo incorpora una formulación del problema de contacto basado en multiplicadores de Lagrange, lo que permite calcular de forma exacta las fuerzas de contacto y el comportamiento del conjunto cuando existen despegues. De cara a obtener la respuesta del sistema se formulan las ecuaciones del movimiento para un sistema unidimensional. Este sistema simplificado recoge las características dinámicas más importantes del conjunto catenaria-pantógrafo. Los autores presentan validaciones y comparativas de resultados con otros modelos simplificados existentes en la literatura, resaltando la importancia de modelar la rigidez real de la catenaria y el contacto.