Aplicación de un mallado móvil de elementos finitos a la interacción dinámica catenaria-pantógrafo

Abstract

En este artículo se presenta la aplicación tecnológica a la interacción dinámica catenaria-pantógrafo de una metodología propuesta para estructuras flexibles sometidas a cargas móviles. En primer lugar se describe el modelado de una malla móvil de elementos finitos que se desplaza sobre el hilo de contacto de forma solidaria al pantógrafo que recorre la catenaria y, posteriormente, se presenta la comparación de esta metodología frente a un modelo de elementos finitos convencional de malla fija. El caso simulado corresponde al propuesto por la norma EN-50318, obteniendo resultados acordes a los intervalos de validación propuestos por dicha norma. La principal ventaja del método de malla móvil reside en que para precisiones análogas el tiempo de cálculo es del orden de 4 veces menor que el modelo clásico.

This paper presents a technological application of a general methodology to analyze cable structures under moving loads, particularly on the catenary-pantograph dynamic interaction. This work firstly describes the modeling of a finite element moving mesh which integrally moves over the contact wire following the pantograph along the whole catenary, prior focusing on its comparison against the classical finite element mesh. The case study corresponds to the standard EN-50318 one, whose results fulfill the ranges proposed by this validation rule. The main advantage of the moving mesh method is presented in the falling of computational costs about 4 times lower than the classic model with similar precision.