Multibody approach for railway dynamic analysis

In the work presented, a computational tool used for the dynamic simulation of railway vehicle systems was developed using multibody systems formulations. The model based on the multibody techniques developed by Shabana. With respect to other exciting methodologies the proposed one make use of a combined frame of references that permit the use of independent coordinates, with out the possibility to have singularity configurations depending on the rotation sequence. The combined frame of references used as a base for the formulation and modeling of wheel-rail contact problem with high precision. The program was designed for considering with a flexible form the different configuration of railway vehicles. The main structure of the program has the ability of making changes for enhancement of the wheel-rail contact model or the implementation of dynamic structure of the track, which considered to be future aspects for a PHD dissertation. The model used was applied to make a simulation for single bogie , also for a complete vehicle with two bogies. The obtained results of the dynamic response for a defined track composed of, tangent segment, transition curve which take the form of a clothoid curve, and finally circular curve with constant radius. The calculations were made for different velocities, lower than the critical in which the vehicle responded in stable form, and higher than the critical at which the instability of the vehicle was studied.Elsayed Abdel Hameed Amer Shaltout, R. (2010). Multibody approach for railway dynamic analysis. http://hdl.handle.net/10251/13763Archivo delegad

MULTIBODY APPROACH FOR RAILWAY DYNAMIC ANALYSIS

En este trabajo se ha llevado a cabo el desarrollo de una herramienta computacional para la simulación dinámica de vehículos ferroviarios. El modelo está basado en técnicas multicuerpo debidas a Shabana. Con respecto a otras metodologías existentes, la propuesta hace uso de un conjunto de sistemas de referencia que permite el empleo de coordenadas independientes sin la posibilidad de configuraciones singulares debidas a grandes giros. El conjunto de sistemas de referencia sirve de base para formular de manera precisa el problema de contacto rueda-carril. El programa está diseñado para considerar de forma flexible distintas configuraciones de vehículo así como diversas geometrías de trazado. La estructura del programa está abierta a cambios orientados a la mejora del modelo de contacto rueda-carril o a la implementación de la dinámica estructural de la vía. Se ha implementado un modelo eficiente que permite detectar con precisión las coordenadas de los puntos en contacto localizados en la interfase entre la rueda y el carril. La herramienta de simulación desarrollada en esta tesis se ha aplicado para diferentes casos-estudio con el objetivo de validar la idoneidad de la metodología propuesta en el análisis del sistema ferroviario. Se ha realizado una comparación entre los resultados obtenidos por la herramienta de simulación presentada y los resultados ofrecidos por varios programas comerciales de simulación dinámica en el análisis del vehículo de Manchester Benchmark. Además, la herramienta se ha empleado para desarrollar un análisis dinámico del vehículo de la locomotora TGV y los resultados obtenidos se han comparado con los ofrecidos por el programa comercial SIMPACK para el mismos modelo de vehículo, bajo las mismas condiciones de operación. Finalmente, sobre la base de la calidad de los resultados, se puede concluir que la herramienta de simulación es fiable y eficiente para emplearse en el análisis dinámico de los diferentes sistemas ferroviarios.Elsayed Abdel Hameed Amer Shaltout, R. (2013). MULTIBODY APPROACH FOR RAILWAY DYNAMIC ANALYSIS [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/27622TESI