Estudi preliminar per a la verificació numèrica d'una metodologia insitu per a la caracterització dinàmica de fixacions de carril en vies ferroviàries

Abstract

En aquest treball es desenvolupa un model FEM d’una via en placa ferroviària. Aquest model es desenvolupa en el marc d’un estudi de noves metodologies per a la determinació in situ de la rigidesa dinàmica de les fixacions de carril o altres elements elàstics d’una via ferroviària. El model FEM desenvolupat és tridimensional però s’ha desenvolupat amb elements finits de placa i biga per tal de simplificar-ne l’ús. El model considera un tram de via en placa amb un total de 5 lloses on els carrils es modelitzen com a bigues, les fixacions com a molles i les lloses com a plaques finites. L’estudi contempla també l’anàlisi dels modes propis del sistema per tal d’assegurar la qualitat del model desenvolupat. S’obtenen i s’analitzen les receptàncies associades als punts de contacte de les fixacions amb els carrils i la llosa per la llosa central. A partir de les anàlisis realitzades al model, es determina que el mateix és vàlid per a la realització d’estudis numèrics sobre metodologies per la determinació in situ les propietats dinàmiques de fixacions de carril.

En este trabajo se desarrolla un modelo FEM de una vía en placa ferroviaria. Este modelo se desarrolla en el marco de un estudio de nuevas metodologías para la determinación in situ de la rigidez dinámica de las fijaciones de carril u otros elementos elásticos de una vía ferroviaria. El modelo FEM desarrollado es tridimensional pero se ha desarrollado con elementos finitos de placa y viga para simplificar su uso. El modelo considera un tramo de vía en placa con un total de 5 losas donde los carriles se modelizan como vigas, las fijaciones como muelles y las losas como placas finitas. El estudio contempla también el análisis de los modos propios del sistema para asegurar la calidad del modelo desarrollado. Se obtienen y analizan las receptancias asociadas a los puntos de contacto de las fijaciones con los carriles y la losa para la losa central. A partir de los análisis realizados en el modelo, se determina que el mismo es válido para la realización de estudios numéricos sobre metodologías para la determinación in situ las propiedades dinámicas de fijaciones de carril.

In this project, a FEM model of a railway plate track is developed. This model is developed in the framework of a study of new methodologies for the in situ determination of the dynamic stiffness of rail fasteners or other elastic elements of a railway track. The FEM model developed is three-dimensional but it has been developed with finite plate and beam elements in order to simplify its use. The model considers a section of track in plate with a total of 5 slabs where the rails are modeled as beams, the fasteners as springs and the slabs as finite plates. The study also includes the analysis of the system's eigenmodes in order to ensure the quality of the model developed. The receptances associated with the points of contact of the fasteners with the rails and the slab are obtained and analyzed for the central slab. Based on the analysis performed on the model, it is determined that the model is valid for conducting numerical studies on methodologies for the in situ determination of the dynamic properties of fasteners.