Análise das solicitações dinâmicas na via férrea através da simulação da interação entre o veículo e a via

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George Rangel
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Análise das solicitações dinâmicas na via férrea através da simulação da interação entre o veículo e a via

Mensagem por George Rangel » 22 Out 2014, 17:18

Autor: Carlos Alberto Bandeira Guimarães (Guimarãe, C. A. B.)

Orientadore: Rodrigues Filho, F.

Instituição: Universidade Estadual de Campinas
Departamento: Faculdade de Engenharia Mecânica
Cidade: Campinas
Ano: Outubro/1999
Guimarães - 1999.pdf
Resumo:
Este trabalho apresenta uma ampla revisão sobre a análise de tensões devidas a solicitações estáticas e dinâmicas na via férrea. A partir desta revisão é desenvolvido um modelo sobre apoio discreto da interação dinâmica vertical entre veículo e via ferroviários, para a faixa de frequencia de interesse variando entre 50 e 2500 herts, que permite determinar vários parâmetros relacionados à análise de tensões dinâmicas, como a força no contato entre a roda e o trilho e as deformações devidas ao cisalhamento. Este modelo tem formulação baseada no Método dos Elementos Finitos com solução no domínio do tempo. O contato entre a roda e o trilho é modelado como sendo normal, através de uma mola náo-linear hertziana. O modelo leva em consideração não-linearidades como o levantamento do dormente em relação à camada de lastro. É proposta uma técnica de solução no tempo baseada em um esquema de integração numérica tipo Newmark-B para sistemas dinâmicos não-lineares, com uma rotina de otimização do desequilíbrio nodal do sistema formado pelo veículo e a via baseada no método quasi-Newton com busca unidimensional. Foram implementadas e testadas três formulações de elementos finitos de viga para modelagem do trilho na análise dos efeitos dinâmicos devidos a dois tipos de irregularidade (trilhos corrugados e "planos-na-roda"), para se obter a formulação mais adequada. Posteriormente é feito um estudo sobre os parâmetros a serem utilizados na simulação. Posteriormente é feito um estudo sobre os parâmetros a serem utilizados na simulação. É proposta uma metodologia baseada no modelo de Winkler e no método dos elementos finitos para a obtenção dos parâmetros de rigidez da camada de lastro. É desenvolvido um estudo de caso relacionado aos efetios dinâmicos que uma irregularidade tipo "plano-na-roda" teria sobre três tipos de via tipicamente brasileiras. O modelo desenvolvido forneceu respostas realistas dentro da faixa de frequência de interesse. Finalmente, são apresentadas as conclusões finais do trabalho e sugestões de estudos futuros.
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