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SIMULACIONES EN ADAMS/RAIL

Simulación dinámica de un eje ferroviario con ADAMS/Rail

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7 SIMULACIONES EN ADAMS/RAIL

En este apartado se va a explicar en primer lugar y de manera general, como se ha

procedido en ADAMS/Rail para realizar las simulaciones y llevar a cabo un análisis

dinámico del eje. En segundo lugar, se van a exponer los resultados obtenidos en

ADAMS/Rail para cada una de las simulaciones realizadas y se van a comparar a los

obtenidos por el programa comparativo en unas simulaciones de características

similares.

Así pues, para llevar a cabo el análisis dinámico del eje que ha sido definido, el

primer paso será abrir el archivo de montaje (assembly) que contiene su modelado,

accediendo a la base de datos private.cdb. El segundo paso será acceder desde el menú

Simulación (Simulate) al tipo de análisis requerido, en este caso Análisis Dinámico o

Dynamic Analysis. Tras ello va a aparecer en pantalla un recuadro como el que se

muestra en la Fig. 26, que va a ser utilizado para fijar las características del análisis

dinámico que se quiere realizar.

Figura 26. Simulación en ADAMS/Rail. Análisis dinámico del eje.



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En el recuadro de la Fig. 26 aparecen rellenas aquellas casillas que no van a

variar en todas las simulaciones que se van a realizar. El contenido de estas casillas es el

siguiente:

-Assembly: Selecciona el montaje que va a ser analizado, que en este caso va a

ser el montaje (assembly) eje_montaje, mediante el cual se ha definido el eje y

que ha de tenerse abierto con anterioridad a realizar la simulación.

-Mode of Simulation: Se puede elegir entre tres modos diferentes de llevar a

cabo la simulación, aunque siempre va a ser fijado al modo Interactive. Se trata

de una forma de actuar interactiva, en la que ADAMS/Solver emite

continuamente mensajes en los que informa del desarrollo de la simulación,

quedando bloqueada la conexión hasta que el análisis se ha completado.

-Contact Configuration File: Selecciona el archivo de configuración en el que se

especifica el modelo del contacto que va a ser usado para el análisis dinámico.

En este caso, el archivo de configuración del contacto va a ser siempre el mismo,

como se explicó en el apartado 6 de estas memorias, donde están especificadas

sus características. Para acceder a este archivo de configuración del contacto,

cuyo nombre es mdi_proyecto_contact_gen.ccf, hay que recurrir a la base de

datos private.cdb. Una vez introducido su referencia en el casillero, es posible

editar directamente el archivo a través del icono que aparece en la Fig., y

ver sus características.

-Track Type: Selecciona si el modelo de vía que se va a utilizar va a ser rígido o

flexible. En este caso va a usarse siempre para todas las simulaciones modelos

de vía rígidos, requiriéndose únicamente para la definición de la vía un archivo

de propiedades como los descritos en el apartado 5 de éstas memorias. Para el

modelo flexible de la vía, hace falta además, introducir un archivo de

propiedades que represente dicha flexibilidad.



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Las casillas que aparecen en blanco en la Fig. 26 van a variar en su contenido

para las distintas simulaciones que se recogen en este trabajo, pues van a depender de

las características particulares de cada una de ellas. El contenido de estas casillas es el

siguiente:

-Analysis Name: Se introduce un nombre para cada análisis en concreto que se

vaya a realizar. ADAMS/Rail va a crear una serie de archivos para cada análisis,

añadiendo el sufijo _dyn a dicho nombre.

-End Time: Se especifica la duración del análisis (en segundos) o cuando éste

debe terminar.

-Number of Steps/Dtout: Podemos elegir entre introducir el numero de pasos

para la resolución del análisis o introducir el intervalo de tiempo que debe tener

cada paso (Dtout=End Time/Number of Steps). Para lograr una mayor precisión

en los resultados se debe incrementar el número de pasos, pues de ésta forma se

aumenta el número de datos de puntos calculados en un segundo, es decir mayor

frecuencia de cálculo. Esta mayor potencia de cálculo tendrá no obstante como

consecuencia, un elevado tiempo en el cómputo del análisis, relantizándose

también mucho la animación de la simulación que ofrece ADAMS/Rail. Para las

simulaciones que se han realizado, se ha considerado conveniente utilizar un

Dtout=0.001 o lo que es lo mismo 1000 pasos por segundo. Con valores de este

orden en el número de pasos los resultados de las simulaciones presentan una

regularidad considerable, algo que no ocurre a bajo número de pasos. No

obstante ya empieza a haber problemas en cuanto a lentitud, en la animación de

las simulaciones.

-Track Property File: En esta casilla es donde se debe introducir el archivo de

propiedades de la vía que se quiere utilizar para cada simulación y que se tiene

almacenado en la base de datos private.cdb. Mediante éste archivo se están

especificando las características de la vía en cuanto a su trazado y a la sección de

la misma, introduciendo también la información sobre los perfiles de los raíles.



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En cada simulación se va a introducir uno de estos archivos cuyas características

ya fueron explicados en el apartado 5 de éstas memorias. También va a ser

posible ver las propiedades de la vía e incluso modificarla a última hora,

pinchando en el icono de la herramienta Curve Manager que aparece en la Fig.

26.

-Initial Velocity: Se especifica la velocidad inicial que va a tener el eje en

dirección longitudinal. En este caso esta velocidad inicial va a significar también

la velocidad de avance que va a tener el eje en dirección longitudinal, que va a

ser una velocidad constante en todas las simulaciones que se van a realizar,

aunque con valores distintos. Para que esta velocidad de avance se mantenga

constante hay que activar el control de velocidad de avance o Cruise Control,

que se detalla a continuación.

-Cruise Control: Sirve para controlar la velocidad de avance del vehículo en la

simulación. Para activar el control de velocidad hay que marcar la casilla del

Cruise Control que aparece en la Fig. 26; además desde el menú Simulate hay

que acceder a dicha herramienta para fijar las características de velocidad

requeridas. Una vez seleccionada la herramienta Cruise Control va a aparecer en

pantalla un recuadro como el que se muestra en la Fig. 27.

Figura 27. Herramienta Cruise Control. Control de la velocidad de avance del eje.



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En la Fig. 27 aparece el nombre del montaje o assembly al que se va a aplicar el

control de velocidad, eje_montaje; el tipo de control se debe fijar a Maintain o

mantenido, de forma que la velocidad de avance va a permanecer constante e

igual a la velocidad inicial. Existe la posibilidad de introducir un archivo con un

perfil de velocidades variables a lo largo del recorrido, no obstante, para las

simulaciones que se van a realizar en este trabajo no va a hacer falta.

Además de activar la herramienta del control de velocidad, también es

aconsejable activar las otras dos casillas que aparecen a su lado en la Fig. 26. Éstas son:

-Auto-Configure Request Activity: Su activación hace que ADAMS/Rail

configure por sí solo el juego de respuestas que va a dar como resultado del

análisis dinámico, de acuerdo al archivo de configuración del contacto

seleccionado. ADAMS/Rail va a generar varias respuestas estándar para el

estudio del contacto en cada rueda. Estas respuestas estándar van a ofrecer

información acerca de las distintas variables cinemáticas y dinámicas

representativas del problema y calculadas en el análisis dinámico, tales como

desplazamientos y velocidades relativas, fuerzas de contacto, parámetros del

contacto (creepages, ángulo de contacto, dimensión de la zona de contacto etc...)

y también el cálculo de algunos índices y coeficientes. No todas las respuestas

van a tener el mismo interés, por lo que sólo se van a recoger en estas memorias

aquellas que van a servir para la comparación con los resultados del programa

comparativo. También es importante decir, que ADAMS/Rail expresa por

defecto las respuestas del contacto en el sistema de referencia de los raíles, que

como ya se vio tiene la orientación que se muestra en la Fig. 28 y que es:

o Z positivo hacia arriba, para los dos raíles.

o Y positivo hacia fuera (desde el centro de la vía hacia los raíles).

o X será consecuencia de la dirección del eje Z y del Y:

Positivo hacia delante o en la dirección de avance para el lado

izquierdo.

Positivo hacia atrás en el lado derecho.



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Figura 28. Sistema de referencia de los raíles.

-Create Analysis Log File: Su activación hace que ADAMS/Rail escriba toda la

información sobre el modelo ensamblado y el análisis, a un archivo .log. Este

archivo .log contiene información de lo sucedido en el análisis, parámetros

utilizados en el mismo y subsistemas que han sido usados.

A continuación se van a exponer los resultados obtenidos para cada simulación

en concreto y se van a contrastar con los obtenidos en el programa comparativo. Un

detalle a tener en cuenta en las simulaciones, es que los montajes de los vehículos a

analizar deben tener todas sus ruedas situadas de inicio con la coordenada X positiva;

en este caso sólo tenemos un eje, que de inicio tiene su centro de masas situado en la

posición 0, 0, -0.457; para solventar este problema se va a dar en todas las simulaciones

un desplazamiento inicial al eje de 1 metro según la dirección X. Para realizar este

traslado es necesario acceder antes de cada simulación a la herramienta Shift Subsystem,

situada dentro del menú Adjust; como se puede observar en la Fig. 29, en la que se

muestra esta herramienta, se ha dado al eje ese desplazamiento de 1 metro, quedando

situado para el comienzo de la simulación en la posición 1, 0, -0.457.



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Figura 29. Herramienta Shift Subsystem. Desplazamiento inicial de 1 metro dado al eje.

Debido a este desplazamiento inicial, en alguno de los resultados que se

obtienen de las simulaciones, se puede apreciar como existe un traslado al comienzo de

las gráficas, en relación al origen de coordenadas.

Por último decir, que para las visualizaciones gráficas de las respuestas del

análisis, se va a hacer uso de ADAMS/PostProcessor.

7.1 ANÁLISIS DINÁMICO DEL EJE EN UN TRAZADO CURVO

En este apartado se muestran los resultados de la simulación dinámica en ADAMS/Rail,

cuando el eje que se ha modelado recorre el trazado curvo cuyas propiedades ya se

detallaron en el apartado 5.2 de estas memorias. No obstante se recuerda que se trata de

un trazado de curvatura constante con radio de curvatura igual a 350 m.

En cuanto a las características del análisis, se va a imponer una velocidad de

avance constante igual a 10 m/s, que también será la velocidad inicial. La duración de la

simulación será de 8 segundos y el número de pasos 8000. Las características de la

simulación se han fijado, como ya se ha dicho, para contrastar los resultados obtenidos

de la misma, con los de la simulación de iguales características del programa

comparativo.

En la Fig. 30 se recoge una instantánea de la animación que ofrece

ADAMS/Rail, cuando el eje está recorriendo dicho trazado curvo.



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Figura 30. Animación de ADAMS/Rail.

En las Figs. 31 y 32 se muestran respectivamente el trazado o trayectoria de la

vía recorrida por el eje y el ángulo que forma la tangente a los raíles con la dirección de

la coordenada global X, que al final será de unos 13º. Durante 8 segundos el eje

recorrerá 80 m.

Figura 31. Trayectoria de la vía.



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Figura 32. Ángulo de la tangente a la vía.

Se puede observar en las Figs. 31 y 32, el traslado de la gráfica en su origen

como consecuencia del desplazamiento inicial de 1 metro dado al eje al inicio de la

simulación; no obstante esta modificación no va a impedir comparar los resultados que

se obtengan de la misma, con los del programa comparativo, pues lo que interesa de este

análisis es la posición de equilibrio que alcanza el eje a medida que recorre la curva, no

influyendo para ello este pequeño desplazamiento.

Figura 33. Sistemas de referencia del raíl izquierdo y de la vía.



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Para que se comprendan mejor las gráficas, en las que se representa el

movimiento del eje durante la simulación, en la Fig. 33 se muestra un esquema de los

sistemas de referencia utilizados para expresar los distintos parámetros, tales como

desplazamientos, giros y fuerzas. Un sistema de referencia es el asociado al raíl

izquierdo y el otro es un sistema de referencia asociado a la vía; se utilizarán para

representar los movimientos y fuerzas asociados a la rueda izquierda y al eje

respectivamente. Es importante observar que la orientación de los mismos es diferente,

lo cual habrá de tenerse en cuenta a la hora de interpretar el signo que presente cada

parámetro.

En la Fig. 34 se representa el desplazamiento lateral del eje respecto al sistema

de referencia de la vía y el desplazamiento lateral de la rueda izquierda respecto al

sistema de referencia del raíl izquierdo; cada uno expresado en su sistema de referencia

respectivo.

Figura 34. Desplazamiento Lateral.

En la Fig. 34 se observa como las curvas que representan el desplazamiento de

la rueda y del eje no coinciden, debido a que el sistema de referencia utilizado es

distinto, en posición y en la orientación del eje Y, no obstante puede verse que se trata

del mismo desplazamiento, observándose la simetría de las dos curvas. El eje se

mantiene en una posición de equilibrio permanente respecto a la vía, presentando un

desplazamiento constante de valor -9.3 mm. El signo negativo indica que el



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desplazamiento es hacia fuera de la curva (el raíl izquierdo es el externo). En cuanto al

desplazamiento de la rueda, se observa como la posición inicial de ésta presenta un

valor de -5 mm, que es el correcto, pues la distancia entre ruedas es de 1.5 m, mientras

que la de los raíles es de 1.51 m, estando entonces el centro de la rueda desplazado 5

mm respecto al centro del raíl. También se comprueba que el desplazamiento total de la

rueda izquierda coincide con el del eje, teniendo una amplitud de 9.3 mm.

En las Figs. 35 y 36 se representan respectivamente el ángulo de lazo o ataque

(attack) del eje respecto al sistema de referencia de la vía y el ángulo de vuelco (roll) de

la rueda izquierda respecto al sistema de referencia del raíl izquierdo; se ha de tener en

cuenta la orientación de los sistemas de referencia, a la hora de interpretar el signo de

dichos valores. El ángulo de vuelco del eje será igual al de dicha rueda izquierda.

En las Figs. 34, 35 y 36 puede observarse como el eje llega rápidamente a una

posición de equilibrio permanente (menos de 0.5 segundos) respecto a la vía,

manteniéndose constante el valor de los parámetros de desplazamiento lateral, ángulo de

lazo y ángulo de vuelco. Esto ocurre porque, al desplazarse el eje hacia fuera de la

curva, por la acción de la fuerza centrífuga, la rueda izquierda llega a alcanzar dos

puntos de contacto en el raíl izquierdo (que es el exterior de la vía en la curva),

produciéndose una nueva redistribución de las fuerzas de contacto (se pasa de 2 a 3

puntos de contacto) que hace que se llegue a un equilibrio de fuerzas.

Figura 35. Ángulo de lazo del eje.



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En la Fig. 35 se observa como el ángulo de lazo, tras un incremento inicial

transitorio, empieza a disminuir hasta estabilizarse y mantenerse en un valor constante

de -0.1058 grados, que será el ángulo de lazo correspondiente a la posición de equilibrio

permanente. Algo parecido ocurre con el ángulo de vuelco, como se observa en la Fig.

36, que tras aumentar llega a estabilizarse rápidamente hasta mantener un valor

constante de 0.0182 grados.

Figura 36. Ángulo de vuelco de la rueda izquierda.

Para interpretar los resultados de las gráficas de las Figs. 38, 39, 40 y 41 en las

que se representa la posición de los puntos de contacto, tanto en ruedas como en raíles,

hay que tener en cuenta como es la curva del perfil de dichas ruedas y raíles, y cual es

su sistema de referencia; en la Fig. 37 se representan dichos perfiles, los cuales ya se

vieron en los apartados 4 y 5 de este proyecto.

Las curvas de perfiles que se representan en la Fig. 37, corresponden a los de la

rueda y raíl derechos, cuando se observa el conjunto formado por el eje y la vía desde

atrás, es decir, en el sentido de avance. Para el lado izquierdo también se tienen los

mismos perfiles, sólo que ahora dichas curvas corresponden a una vista en sentido

contrario, es decir, mirando el conjunto desde delante.



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Figura 37. Perfiles de rueda y raíl.

En las Figs. 38 y 39, se representa la posición de los puntos de contacto en la

rueda y raíl izquierdos, el contacto tiene lugar en dos puntos, uno en la llanta y otro en

el flanco, como consecuencia del desplazamiento lateral y del ángulo de lazo

provocados en el eje por la fuerza centrífuga que actúa sobre el mismo cuando está

recorriendo la curva.



77

Figura 38. Posición de los dos puntos de contacto en la rueda izquierda.

Figura 39. Posición de los dos puntos de contacto en el raíl izquierdo.

Debido a que el ángulo de lazo es negativo, el segundo punto de contacto en el

flanco está adelantado con respecto al primero, no obstante ADAMS/Rail no ofrece en

su juego de respuestas, ninguna información sobre el valor numérico de esta posición

relativa de adelanto o atraso entre los puntos de contacto.

En las Figs. 40 y 41 se representan la posición de los puntos de contacto en la

rueda y raíl derechos, alcanzándose un único punto de contacto entre ambos, situado en

la llanta de la rueda.



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Figura 40. Posición del punto de contacto en la rueda derecha.

Figura 41. Posición del punto de contacto en el raíl derecho.

También se observa en las gráficas de las Figs. 38, 39, 40 y 41 cómo la posición

de los puntos de contacto llega a estabilizarse rápidamente tras una discontinuidad que

tiene lugar a los 0.26 segundos aproximadamente, coincidiendo con el momento en el

cual se produce el contacto en el flanco de la rueda izquierda. A partir de ese instante,

en el que se alcanzan dos puntos de contacto en la rueda izquierda, se va a tener un

valor constante de las posiciones de contacto, lo cual se refleja en la situación de

equilibrio permanente que alcanza el eje respecto al sistema de referencia de la vía.



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En la Tabla III se muestran los valores obtenidos en ADAMS/Rail

correspondientes al estado de equilibrio que alcanza el eje durante el recorrido de la

curva en la simulación; están recogidos tanto los resultados correspondientes a la

posición de los puntos de contacto en el lado derecho e izquierdo, como los parámetros

del ángulo de lazo y ángulo de vuelco del eje. Se van a comparar estos valores

obtenidos en ADAMS/Rail, con los datos de los que se dispone del programa

comparativo, que fueron obtenidos en una simulación de las mismas características y

que también se muestran en la Tabla III.

Tabla III. Resultados comparativos de la posición de los puntos de contacto y de los parámetros

del ángulo de lazo y ángulo de vuelco.

Programa

Variable

ADAMS/Rail

Comparativo

Método Elástico

Comparativo

Método Híbrido

Rueda Izquierda 1er Contacto (mm) -8.00 -7.62 -8.00

Rueda Izquierda 2º Contacto (mm) -40.70 -41.55 -41.55

Raíl Izquierdo 1er Contacto (mm) -3.50 -2.36 -3.29

Raíl Izquierdo 2º Contacto (mm) -36.20 -36.95 -36.95

Rueda Derecha P.Contacto (mm) 11.10 11.63 11.50

Raíl Derecho P.Contacto (mm) -3.40 -2.36 -3.16

Ángulo de Lazo (grados) -0.1058 -0.1031 -0.0974

Ángulo de Vuelco (grados) 0.0182 0.0188 0.0206

En la Tabla III aparecen dos columnas con datos correspondientes a dos

métodos distintos del programa comparativo, ya que en este programa se pueden utilizar

dos métodos diferentes para el análisis dinámico:

- Uno es un método elástico que permite seis grados de libertad de la rueda

respecto al raíl y busca en cada instante de una forma directa dos segmentos de

contacto, que se hallarán o no; parecido al utilizado por ADAMS/Rail, que como ya se

explicó se trata también de un método elástico.



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- El segundo método es un método híbrido que permite cinco grados de libertad

de la rueda con respecto al raíl, el primer punto de contacto (llanta) se considera usando

un método de restricción del contacto, mientras que el segundo punto de contacto

(flanco) se considera usando el método elástico anterior. Para el cálculo del segundo

punto de contacto lo que se hace es evitar el entorno del primero. La fuerza normal de

contacto se calcula usando multiplicadores de Lagrange en el caso del primer punto de

contacto, mientras que se usa el método de la fuerza elástica en el segundo punto de

contacto (igual que en el método elástico).

En la Tabla III se puede observar un buen acuerdo entre los resultados que se

obtienen en la simulación de ADAMS/Rail y los ofrecidos tanto por el método elástico

como por el híbrido del programa comparativo.

En las Figs. 42 y 43 se representan las fuerzas de contacto en la rueda izquierda

para el primer (llanta) y segundo (flanco) punto de contacto respectivamente. Estas

fuerzas de contacto están compuestas por las fuerzas normales y las tangenciales o de

creep y están expresadas en un sistema de coordenadas local definido por la

perpendicular y el plano tangente a la superficie del raíl en el punto de contacto. La

fuerza normal tendrá la dirección de dicha perpendicular, mientras que las fuerzas

tangenciales presentan dos componentes, una lateral o transversal y otra longitudinal,

contenidas en el plano tangente a la superficie del raíl. En la Fig. 44 se observa cual es

la orientación de este sistema de referencia local, tanto para el lado derecho como para

el izquierdo, lo cual resulta importante a la hora de interpretar el signo de las fuerzas.

Figura 42. Fuerzas de contacto en el 1er punto de contacto (llanta) de la rueda izquierda.



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Figura 43. Fuerzas de contacto en el 2º punto de contacto (flanco) de la rueda izquierda.

Contactoen flanco

Contactoen llanta

Tangente Normal

LADO IZQUIERDO LADO DERECHO

Figura 44. Sistema de referencia local.

En la Tabla IV se muestra el valor estable de estas fuerzas de contacto, que se

mantienen prácticamente constantes a partir del instante en que el eje sostiene una

posición de equilibrio en relación a la vía. También se ha calculado el valor de la fuerza

de contacto total, que incluye la fuerza normal y las tangenciales o de creep.

Tabla IV. Fuerzas de contacto en la rueda izquierda.

Fuerza Contacto Normal (KN) Lateral de

creep (KN) Longitudinal de creep (KN) Contacto (KN)

1er punto (pista de rodadura) 5.40 1.29 -2.32 6.02

2º punto (flanco) 5.06 0.71 2.35 5.63



82

0 2 4 6 80

3

6

9

12

15

Fuer

za d

e C

onta

cto

(KN

)

Tiempo (s)

Figura 45. Programa Comparativo. Fuerzas de contacto en rueda izquierda (método elástico):

⎯o⎯, primer contacto; ⎯⎯, segundo (flanco) contacto.

0 2 4 6 80

3

6

9

12

15

Fuer

za d

e C

onta

cto

(KN

)

Tiempo (s)

Figura 46. Programa Comparativo. Fuerzas de contacto en rueda izquierda (método híbrido):

⎯o⎯, primer contacto; ⎯⎯, segundo (flanco) contacto.

En las Figs. 45 y 46 se muestran los resultados obtenidos por el programa

comparativo en el cálculo de la fuerza de contacto para la rueda izquierda, incluyendo



83

también fuerzas normales y tangenciales o de creep. Se representan las fuerzas

obtenidas en los dos puntos de contacto de la rueda y mediante los dos métodos

diferentes que usa el programa comparativo, en la Fig. 45 el método elástico y en la Fig.

46 el método híbrido. Se observa un buen acuerdo entre los resultados del método

elástico y del método híbrido obtenidos por el programa comparativo. A pesar de las

oscilaciones de alta frecuencia, podemos ver como en ambas gráficas el valor medio de

la fuerza de contacto es muy similar a la obtenida con ADAMS/Rail; así para el primer

punto de contacto se observa un valor de la fuerza de contacto algo superior a 6 KN,

muy acorde con el valor obtenido con ADAMS/Rail, que ha sido de 6.02 KN; para el

contacto en el flanco se observa un valor de la fuerza algo inferior a 6 KN, que también

está muy acorde con el valor obtenido en ADAMS/Rail, que ha sido de 5.63 KN.

De igual forma que para la rueda izquierda, en la Fig. 47 se representan las

fuerzas de contacto en la rueda derecha obtenidas con ADAMS/Rail, que en este caso

sólo presenta un único punto de contacto (llanta). Como se observa en la Fig. 47 los

valores de las fuerzas de contacto en la rueda derecha también se mantienen constantes

a partir del instante en que el eje alcanza la posición de equilibrio. En la Tabla V se

muestra el valor numérico de estas fuerzas de contacto.

Figura 47. Fuerzas de contacto en la rueda derecha.

Tabla V. Fuerzas de Contacto en la rueda derecha.

Fuerza Contacto Normal (KN) Lateral de

creep (KN) Longitudinal de creep (KN) Contacto (KN)

Punto (pista de rodadura) 7.37 -2.61 0.07 7.81



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En las Figs. 48 y 49 se muestran los resultados obtenidos por el programa

comparativo, mediante el método elástico e híbrido respectivamente, en el cálculo de la

fuerza de contacto en la rueda derecha, que incluye fuerzas normales y tangenciales o de

creep.

0 2 4 6 80

3

6

9

12

15

Fuer

za d

e C

onta

cto

(KN

)

Tiempo (s)

Figura 48. Programa Comparativo. Fuerza de contacto en rueda derecha (método elástico).

0 2 4 6 80

2

4

6

8

10

Fuer

za d

e C

onta

cto

(KN

)

Tiempo (s)

Figura 49. Programa Comparativo. Fuerza de contacto en rueda izquierda (método híbrido).



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En las gráficas de las Figs. 48 y 49 también se observa un buen acuerdo entre los

resultados del método comparativo y los de ADAMS/Rail. En la gráfica del método

elástico del programa comparativo, la fuerza de contacto muestra oscilaciones de alta

frecuencia, teniendo un valor medio constante entorno a 7.5 KN; con el método híbrido

se obtiene un valor algo superior. Estos valores están muy próximos al obtenido con

ADAMS/Rail, mostrado en la Tabla V y que es de 7.81 KN.

ADAMS/Rail no ofrece información de una forma directa de las componentes

en dirección vertical y horizontal de las fuerzas de contacto, no obstante sí da como

resultado el ángulo que forma la normal en el punto de contacto con la dirección

vertical; de esta forma vamos a poder obtener las componentes vertical y horizontal de

la fuerza en un punto de contacto determinado, proyectando sobre dichas direcciones el

valor obtenido de las fuerzas de contacto normal y lateral (tangente) de creep, pues

conocemos el valor del ángulo de contacto y por lo tanto el valor del ángulo que

forman.

En la gráfica de la Fig. 50 se representa el ángulo de contacto correspondiente al

2º punto de contacto (flanco) de la rueda izquierda, es decir, el ángulo que forma la

normal a la superficie en dicho punto con la dirección vertical, que va a ser el ángulo

más significativo, pues el ángulo de contacto en los puntos de contacto de la llanta va a

ser muy pequeño. En la Fig. 51 se muestra un dibujo en el que se puede ver cual es el

significado de este ángulo de contacto, para el punto de contacto en el flanco de la

rueda.

Figura 50. Ángulo de contacto en el 2º punto de contacto (flanco) de la rueda izquierda.



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Contactoen flanco

Contactoen llanta

TangenteNormal

LADO IZQUIERDO

66.96 grados

Figura 51. Ángulo de contacto en el 2º punto de contacto (flanco) de la rueda izquierda.

En la Tabla VI se muestra el valor del ángulo de contacto para los tres puntos de

contacto, comprobándose que la dirección de la normal en los puntos de contacto de la

llanta es prácticamente vertical (ángulo muy pequeño).

Tabla VI. Ángulo de contacto.

Contacto Ángulo

1er contacto (llanta) Rueda izquierda

2º contacto (flanco) Rueda izquierda

Contacto (llanta) Rueda derecha

Ángulo de contacto (grados) 1.48 66.96 1.46

En la Fig. 52 se muestra un esquema con las componentes verticales y

horizontales o transversales de las fuerzas de contacto, que como se ha dicho han sido

calculadas proyectando las fuerzas normales y laterales de creep obtenidas con

ADAMS/Rail y teniendo en cuenta el ángulo de contacto. También se incluye en el

esquema, el valor calculado en ADAMS/Rail para las fuerzas asociadas al eje, su propio

peso y la fuerza centrífuga ( CRmV 2 ).



87

F (0.43)

F (2.64)

F (4.38)

mg (15.37) F (7.30)F (5.43)

FF (1.15)

zz

y

y y

c

F

Fz (2.80)

L

RR

L

Figura 52. Fuerzas dinámicas en el eje (dirección transversal).

En la dirección vertical, el peso del eje se reparte entre los tres puntos de

contacto ( LZF , R

ZF y FZF ). El balance de fuerzas en dirección horizontal resulta

interesante, se observa que la fuerza horizontal en el flanco izquierdo ( FYF ) es más de

diez veces superior a la fuerza centrífuga; esto es debido a la existencia de altas fuerzas

de deslizamiento transversal en los primeros contactos de ambas ruedas ( LYF , R

YF ).

Como consecuencia, una alta fuerza de deslizamiento ( FXF =2.35 KN) se genera en

sentido longitudinal en el flanco de la rueda izquierda. Esta fuerza de deslizamiento está

contrarrestada por otra fuerza longitudinal de deslizamiento ( FXL =-2.32 KN) en el

primer punto de contacto de la rueda izquierda. Los resultados de las simulaciones

también muestran que las fuerzas longitudinales en la rueda derecha (0.07 KN) y la

fuerza necesaria para imponer la velocidad de avance del eje (0.04 KN) son

relativamente pequeñas (menores que 0.1 KN). En la Fig. 53 se muestra un esquema

con la representación de estas fuerzas longitudinales.

En la Fig. 54 se representa un esquema similar de fuerzas dinámicas en el eje en

dirección transversal, pero en el que las componentes verticales y horizontales de las

fuerzas que aparecen, son las calculadas en el programa comparativo.



88

ω

F (2.35)Rx

F (2.32)Fx

0.04

0.07

Figura 53. Fuerzas dinámicas en el eje (dirección longitudinal).

F (0.5)

F (1.7)

F (5.3)

mg (15.4) F (7.3)F (6.4)

FF (1.9)

zz

y

y y

c

F

Fz (2.9)

L

RR

L

Figura 54. Programa comparativo. Fuerzas dinámicas en el eje (dirección transversal).

Comparando los valores de las componentes de las fuerzas de contacto en

dirección vertical y horizontal, que aparecen en las Figs. 52 y 54, puede observarse

como la mayor diferencia entre los resultados de ADAMS/Rail y los del programa

comparativo se da en la rueda izquierda; entre otras causas, esta diferencia puede

deberse a que en el punto de contacto con el flanco de la rueda, el perfil del raíl presenta

una fuerte variación en su pendiente, o lo que es lo mismo el ángulo que forma la

normal al perfil con la dirección vertical (ángulo de contacto) varía rápidamente con la

posición en la curva, con lo cual una pequeña diferencia en el cálculo de la posición del

punto de contacto en el flanco puede dar lugar a diferencias mayores en el cálculo del

ángulo de contacto, lo cual va a influir en el cálculo de las componentes vertical y



89

horizontal de las fuerzas de contacto en ese punto y por consiguiente se van a producir

diferencias importantes en cuanto a la redistribución de las fuerzas de contacto en los

dos puntos de la rueda izquierda. En la Fig. 55 se representa, haciendo uso de la

herramienta Curve Manager, la derivada de la curva que define el perfil del raíl; se

puede observar la fuerte variación de la pendiente del perfil del raíl en la zona de

contacto del flanco, que se corresponde exactamente con un valor de la coordenada

lateral igual a -0.0362 m para el resultado de ADAMS/Rail y de -0.03695 m para el

resultado del programa comparativo.

Figura 55. Pendiente del perfil del raíl.

Sí se obtienen unos resultados muy parecidos, entre ADAMS/Rail y el programa

comparativo, en cuanto a la fuerza global o equivalente de contacto, en las direcciones

vertical y horizontal, que se ejerce en las dos ruedas; para el cálculo de la fuerza

equivalente en la rueda izquierda únicamente se tienen que sumar los valores de las

fuerzas que aparecen en los dos puntos de contacto. En la Tabla VII se muestran los

valores calculados de estas fuerzas equivalentes de contacto en las direcciones vertical y

horizontal para ambas ruedas; se han calculado utilizando los valores de las fuerzas que



90

aparecen en las Figs. 52 y 54, correspondientes a ADAMS/Rail y al programa

comparativo respectivamente.

Tabla VII. Fuerza equivalente de contacto en las ruedas.

Fuerza

Programa

Equivalente Vertical (KN)

Rueda izq.

Equivalente Horizontal (KN)

Rueda izq.

Equivalente Vertical (KN)

Rueda der.

Equivalente Horizontal (KN)

Rueda der.

ADAMS/Rail 8.07 -3.23 7.3 -2.8

Comparativo 8.1 -3.4 7.3 -2.9

Aparte de los cálculos hechos para la obtención de la fuerza de contacto

equivalente en cada rueda, ADAMS/Rail también va a ofrecer información sobre esta

fuerza de una forma directa. En las Figs. 56 y 57 se muestran los resultados gráficos

obtenidos directamente en ADAMS/Rail para las fuerzas equivalentes de contacto en la

rueda izquierda y derecha respectivamente, los cuales también van a servir para

contrastar los valores calculados anteriormente mediante la suma de las componentes en

las direcciones vertical y horizontal, y recogidos en la Tabla VII.

Figura 56. Fuerza de contacto equivalente. Rueda izquierda.



91

Figura 57. Fuerza de contacto equivalente. Rueda derecha.

7.2 ANÁLISIS DINÁMICO DEL MOVIMIENTO DE HUNTING DEL

EJE A BAJA VELOCIDAD


cuando el eje que se ha modelado recorre el trazado cuyas propiedades ya se detallaron

en el apartado 5.3.1 de estas memorias. No obstante se recuerda que se trata de un

trazado definido con la finalidad de estudiar el movimiento de hunting del eje, es decir,

cuando éste empieza a oscilar lateralmente debido a alguna excitación o acción externa.

En el programa comparativo, esta oscilación lateral se introduce haciendo que el eje

tenga una velocidad transversal inicial; no obstante, en el Standard Interface de

ADAMS/Rail no se permite para el análisis dinámico, la entrada de una velocidad

transversal como condición inicial. Debido a ello, para conseguir que el eje oscile

lateralmente, se ha tenido que introducir un tipo de irregularidad en el trazado de los

raíles de la vía de forma que provoque el hunting del eje. La irregularidad que se ha

introducido es una irregularidad analítica con forma senoidal; esta irregularidad se ha

introducido únicamente al inicio del trazado y en muy corto espacio, de forma que sólo

va a servir para producir un desplazamiento lateral inicial al eje, y en consecuencia una

velocidad lateral debido a las oscilaciones que tienen lugar tras el desplazamiento.



92

Así pues, ante la imposibilidad de introducir de forma directa, una velocidad

lateral inicial en el eje, las características de la simulación en ADAMS/Rail no van a ser

idénticas a las del programa comparativo. No obstante, los parámetros utilizados para

definir la irregularidad senoidal introducida en el trazado de la vía, se han fijado con la

finalidad de poder contrastar algunos de los resultados obtenidos de ambas

simulaciones. En concreto, dichos parámetros han sido fijados, de manera que el valor

de la amplitud del desplazamiento lateral del eje al comienzo del hunting, va a ser muy

similar al que se obtiene en los resultados de la simulación con el programa

comparativo. Así pues, mientras que en la simulación del programa comparativo se va a

dar al eje una velocidad inicial transversal de 8 mm/s, en ADAMS/Rail se va a

introducir una irregularidad senoidal inicial que va a tener 8 cm de amplitud y que va a

permanecer activa durante el corto recorrido de 10 cm, pues el número de ciclos va a ser

de 0.0125 (1/80 de ciclo) y la longitud de onda de 8 metros.

En cuanto a las otras características del análisis en ADAMS/Rail, se va a

imponer al eje, al igual que en el programa comparativo, una baja velocidad de avance

de 10 m/s, en un vía recta de 125 m. La duración de la simulación será de 12 segundos y

el número de pasos 12000.

La Fig. 58 muestra el desplazamiento lateral del eje obtenido como resultado de

la simulación en ADAMS/Rail. En la Fig. 59 se muestra también el desplazamiento

lateral del eje obtenido en la simulación del programa comparativo, que ha sido el

patrón a seguir para la simulación en ADAMS/Rail; en la Fig. 59 aparecen los

resultados obtenidos por el programa comparativo tanto con el método elástico como

con el método híbrido. Como se muestra en las Figs. 58 y 59, se ha obtenido un

desplazamiento lateral similar en las simulaciones de ADAMS/Rail y del programa

comparativo, notándose diferencias al comienzo del recorrido del eje como

consecuencia de la distinta condición inicial introducida en cada una. También se

observa como la amplitud de las oscilaciones aumenta en ADAMS/Rail de una manera

similar al caso del método elástico del programa comparativo, mientras que en el caso

del método híbrido se observa un aumento más rápido.



93

Figura 58. Desplazamiento lateral del eje.

0 3 6 9 12-10

-5

0

5

10

Des

plaz

amie

nto

Late

ral (

mm

)

Tiempo (s)

Figura 59. Desplazamiento lateral del eje. Programa comparativo.

⎯, Método elástico; ----, Método híbrido.

Con respecto a la frecuencia de oscilación del eje, la conocida fórmula de

Klingel [17] da un valor para la misma de 0.428 Hz, siendo su expresión la siguiente:

ωα

= Vr l0

(15)



94

donde ω es la frecuencia de oscilación, V la velocidad de avance del eje, α la

conicidad de las ruedas, r0 el radio de rodadura cuando el eje está centrado en la vía y l

la distancia del plano que contiene al punto de contacto con respecto al centro de

gravedad del eje en esta misma posición. En el caso del programa comparativo, la

frecuencia obtenida durante la simulación dinámica es prácticamente la misma con

ambos métodos, 0.423 Hz, ligeramente inferior a la dada por la fórmula analítica de

Klingel, mientras que en caso de la simulación en ADAMS/Rail la frecuencia obtenida

es de 0.430 Hz, ligeramente superior a la dada por la fórmula analítica de Klingel.

La Fig. 60 muestra el ángulo de lazo del eje obtenido como resultado de la

simulación en ADAMS/Rail. En la Fig. 61 se muestra el ángulo de lazo del eje obtenido

en la simulación del programa comparativo, en la que aparecen los resultados obtenidos

tanto con el método elástico como con el método híbrido. Como se observa estas

figuras, al igual ocurre con el desplazamiento lateral, también se obtiene un ángulo de

lazo similar en las simulaciones de ADAMS/Rail y del programa comparativo. La

amplitud de las oscilaciones aumenta también en ADAMS/Rail de una manera similar

al caso del método elástico del programa comparativo, mientras que en el caso del

método híbrido se observa un aumento más rápido.




95

0 3 6 9 12-0,15

-0,10

-0,05

0,00

0,05

0,10

0,15

Ángu

lo d

e la

zo (g

rado

s)

Tiempo (s)

Figura 61. Ángulo de lazo del eje. Programa comparativo.

⎯, Método elástico; ----, Método híbrido.

En las Figs. 62, 63, y 64 se muestran respectivamente los resultados obtenidos

de la simulación dinámica en ADAMS/Rail para el ángulo de vuelco (roll) de la rueda

izquierda, la posición del único punto de contacto en la rueda izquierda, y la posición

del único punto de contacto en el raíl izquierdo. En las Figs. 63 y 64 se observa la

coincidencia en el tiempo de las posiciones extremas de los puntos de contacto en rueda

y raíl izquierdo.




96

Figura 63. Posición del punto de contacto en la rueda izquierda.

Figura 64. Posición del punto de contacto en el raíl izquierdo.

En la Fig. 65 se muestra la fuerza normal de contacto en la rueda izquierda,

obtenida en la simulación de ADAMS/Rail. En la Fig. 66 se muestra la fuerza normal de

contacto en la rueda izquierda obtenida en la simulación del programa comparativo, en

la que aparecen los resultados obtenidos tanto con el método elástico como con el

método híbrido. En la Fig. 65 se observa como la evolución de la fuerza es suave y

oscila manteniendo como valor medio la mitad del peso del eje. La frecuencia de

oscilación de la fuerza coincide con la frecuencia de hunting; este efecto es debido a que



97

al desplazarse el eje lateralmente en una dirección, la rueda que se encuentra en esa

dirección pasa a soportar más parte del peso que la opuesta. Se obtiene pues en

ADAMS/Rail un resultado muy parecido al que se muestra en la Fig. 66 para el método

híbrido del programa comparativo; en el método elástico del programa comparativo la

fuerza normal muestra vibraciones de alta frecuencia superpuestas a la frecuencia de

hunting, aunque el valor medio también resulta la mitad del peso del eje.

Figura 65. Fuerza normal de contacto en la rueda izquierda.

0 2 4 6 8 10 125

6

7

8

9

Fuer

za d

e C

onta

cto

(KN

)

Tiempo (s)

Figura 66. Fuerza normal de contacto en la rueda izquierda.

⎯⎯, Método elástico; ⎯o⎯, Método híbrido.



98

7.3 ANÁLISIS DINÁMICO DEL MOVIMIENTO DE HUNTING DEL

EJE A ALTA VELOCIDAD


cuando el eje que se ha modelado recorre el trazado cuyas propiedades ya se detallaron

en el apartado 5.3.2 de estas memorias. Se trata de un trazado definido con la finalidad

de estudiar también el movimiento de hunting del eje, al igual que en el subapartado

7.2, pero en este caso se va a incrementar la velocidad de avance del eje y también se le

va a dar un mayor desplazamiento transversal inicial, con la finalidad de que durante las

oscilaciones se lleguen a producir impactos del flanco de las ruedas con los raíles.

Aunque la amplitud de la irregularidad senoidal no va ser mucho mayor que en el caso

del hunting a baja velocidad, el hecho de que la velocidad sea más alta también va a

influir, y por tanto se va a introducir de inicio un mayor desplazamiento, y en

consecuencia velocidad, transversal al eje.

Al igual que en subapartado 7.2, ante la imposibilidad de introducir de forma

directa, una velocidad lateral inicial en el eje, las características de la simulación en

ADAMS/Rail no van a ser idénticas a las del programa comparativo. No obstante, los

parámetros utilizados para definir la irregularidad senoidal introducida en el trazado de

la vía, se han fijado con la finalidad de poder contrastar algunos de los resultados

obtenidos de ambas simulaciones. En concreto, dichos parámetros han sido fijados, de

manera que el valor de la amplitud del desplazamiento lateral del eje al comienzo del

hunting va a ser muy similar al que se obtiene en los resultados de la simulación con el

programa comparativo; no obstante en este caso los parámetros también se han fijado

con la finalidad de que tenga lugar el impacto del flanco de las ruedas en los raíles, lo

cual también va a influir y a limitar la amplitud de las oscilaciones del eje a lo largo del

recorrido. Así pues, mientras que en la simulación del programa comparativo se va a

dar al eje una velocidad inicial transversal de 0.18 m/s, en ADAMS/Rail se va a

introducir una irregularidad senoidal inicial que va a tener 10 cm de amplitud y que va a

permanecer activa durante el corto recorrido de 10 cm, pues el número de ciclos va a ser

de 0.0125 (1/80 de ciclo) y la longitud de onda de 8 metros.



99

En cuanto a las otras características del análisis en ADAMS/Rail, se va a

imponer al eje, al igual que en el programa comparativo, una velocidad de avance de

30 m/s en una vía recta de 310 m, mayor longitud que la definida para el estudio del

hunting a baja velocidad, debido a que la velocidad del eje va a ser más alta en esta

simulación y por tanto a igualdad de tiempo, mayor espacio recorrido. La duración de la

simulación será de 10 segundos y el número de pasos 10000.

La Fig. 67 muestra el desplazamiento lateral del eje obtenido como resultado de

la simulación en ADAMS/Rail. En la Fig. 68 se muestra también el desplazamiento

lateral del eje obtenido en la simulación del programa comparativo, en la que aparecen

los resultados obtenidos tanto con el método elástico como con el método híbrido. En la

Fig. 68 se muestra un buen acuerdo de resultados entre el método elástico y el híbrido

del programa comparativo, observándose como el contacto de los flancos de las ruedas

mantiene acotado el valor del desplazamiento lateral entre ± 10 mm. En la Fig. 67 se

observa como el valor máximo del desplazamiento lateral que se obtiene en la

simulación de ADAMS/Rail es ligeramente inferior.

Con respecto a la frecuencia de oscilación, la fórmula de Klingel da en este caso

un valor de la frecuencia de hunting de 1.285 Hz. En el caso del programa comparativo,

la frecuencia obtenida en la simulación es de 1.484 Hz en el método híbrido y de

1.373 Hz en el método elástico. Para el caso de la simulación dinámica en

ADAMS/Rail, la frecuencia calculada es de 1.414 Hz.

Figura 67. Desplazamiento lateral del eje.



100

0 2 4 6 8 10

-10

-5

0

5

10

Des

plaz

amie

nto

Late

ral (

mm

)

Tiempo (s)

Figura 68. Desplazamiento lateral del eje. Programa comparativo.

⎯, método elástico; ----, método híbrido.

La Fig. 69 muestra el ángulo de lazo del eje obtenido como resultado de la

simulación en ADAMS/Rail. En la Fig. 70 se muestra el ángulo de lazo del eje obtenido

en la simulación del programa comparativo, en la que aparecen los resultados obtenidos

tanto con el método elástico como con el método híbrido.




101

0 2 4 6 8 10-0,25

-0,20

-0,15

-0,10

-0,05

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

Ángu

lo d

e La

zo (g

rado

s)

Tiempo (s)

Figura 70. Ángulo de lazo del eje. Programa comparativo.

⎯, método elástico; ----, método híbrido.

En las Figs. 69 y 70 se observa como el valor máximo del ángulo de lazo que se

obtiene en la simulación de ADAMS/Rail es ligeramente inferior al que se obtiene en el

programa comparativo, en el que se muestra un buen acuerdo de resultados entre el

método elástico y el híbrido, observándose como el contacto de los flancos de las ruedas

mantiene acotado el valor del ángulo de lazo entre ± 0.18º.

En la Fig. 71 se muestra el resultado obtenido de la simulación dinámica en

ADAMS/Rail para el ángulo de vuelco (roll) de la rueda izquierda. Se observa también

como el contacto de los flancos de las ruedas mantiene acotado el valor del ángulo de

vuelco entre ± 0.0186º.

En las Figs. 72 y 73 se muestran respectivamente los resultados obtenidos de la

simulación dinámica en ADAMS/Rail para la posición de los dos puntos de contacto en

la rueda izquierda, 1er punto de contacto en la llanta y 2º punto de contacto en el flanco.

En las Figs. 74 y 75 se muestran también la posiciones de estos dos puntos de contacto,

pero teniendo en cuenta sus posiciones correspondientes en el raíl izquierdo.



102


Figura 72. Posición del 1er punto de contacto (llanta) en la rueda izquierda.

Figura 73. Posición del 2º punto de contacto (flanco) en la rueda izquierda.



103

Figura 74. Posición de 1er punto de contacto en el raíl izquierdo.

Figura 75. Posición del 2º punto de contacto en el raíl izquierdo.

En las Figs. 73 y 75, donde se representan las posiciones respectivas del 2º punto

de contacto en rueda y raíl, puede observarse como la frecuencia con que se producen

los impactos en el flanco de la rueda izquierda es la misma que la de oscilación; además

en las Figs. 72 y 74, dónde se representan las posiciones respectivas del 1er punto de

contacto, puede observarse como se produce una discontinuidad en el momento en que

tiene lugar el impacto tanto en el flanco de la rueda izquierda como también en el de la

derecha. También se puede ver como los impactos en el flanco van a coincidir en el

tiempo con los momentos en que el eje va a presentar su mayor desplazamiento lateral.



104

La Fig. 76 muestra la fuerza normal de impacto en los flancos de las ruedas

izquierda y derecha, obtenida como resultado de la simulación en ADAMS/Rail. En las

Figs. 77 y 78 se muestran las fuerzas laterales de impacto en los flancos de las ruedas,

obtenidas con los métodos híbrido y elástico del programa comparativo

respectivamente.

Figura 76. Fuerza de impacto en flanco.

0 2 4 6 8 100

10

20

30

40

50

60

Fuer

za d

e C

onta

cto

(KN

)

Tiempo (s)

Figura 77. Fuerzas de impacto en flanco. Programa comparativo (método híbrido).

⎯, rueda izquierda; ⎯, rueda derecha.



105

0 2 4 6 8 100

5

10

15

20

25

30

Fuer

za d

e C

onta

cto

(KN

)

Tiempo (s)

Figura 78. Fuerzas de impacto en flanco. Programa comparativo (método elástico).

⎯, rueda izquierda; ⎯, rueda derecha.

En las Figs. 76, 77 y 78 se puede observar como los valores obtenidos en

ADAMS/Rail para las fuerzas de impacto son del mismo orden que los obtenidos en el

programa comparativo, presentando una mayor similitud con los valores del método

híbrido y siendo algo superiores a los valores obtenidos con el método elástico. En

ADAMS/Rail los valores de las fuerzas de impacto van a presentar también una mayor

uniformidad en el tiempo y un mayor parecido en los valores obtenidos para las dos

ruedas.

La Fig. 79 muestra la fuerza normal de contacto en el primer punto de contacto

(llanta) de la rueda derecha, obtenida como resultado de la simulación en ADAMS/Rail.

En las Figs. 80 y 81 se muestra la fuerza normal de contacto en el primer punto de

contacto (llanta) de la rueda derecha obtenida con los métodos híbrido y elástico del

programa comparativo respectivamente. Se observa como los valores obtenidos en

ADAMS/Rail, para la fuerza normal de contacto en la llanta, presentan un mayor

parecido con los obtenidos en el método elástico del programa comparativo que con los

obtenidos en el método híbrido. La fuerza obtenida con el método híbrido muestra

saltos como consecuencia de los impactos en los flancos, que alcanzan valores de



106

tracción (las fuerzas máximas de tracción no aparecen en la Fig. 80). Evidentemente

estas fuerzas de tracción carecen de significado físico y son debidas a que el método de

las restricciones no permite la separación entre rueda y raíl; sin embargo, estos

resultados pueden ser usados para predecir dicha separación.

Figura 79. Fuerza normal de contacto en la llanta de la rueda derecha.

0 2 4 6 8 10

0

2

4

6

8

10

Fuer

za d

e C

onta

cto

(KN

)

Tiempo (s)


Programa comparativo (método híbrido).



107

En la Fig. 79 se ve como en ADAMS/Rail, al igual que se observa en la Fig. 81

para el método elástico del programa comparativo, la fuerza normal de contacto en

llanta también muestra saltos debido a los impactos, sin embargo, la fuerza de contacto

no alcanza valores de tracción, sino que se anula; esto es debido a que el método

utilizado en ADAMS/Rail es también un método elástico, y por tanto sí se va a permitir

la separación entre la rueda y el raíl, que de hecho ocurre en esos instantes.

0 2 4 6 8 100

2

4

6

8

10

12

Fuer

za d

e C

onta

cto

(KN

)

Tiempo (s)


Programa comparativo (método elástico).

7 simulaciones en adams/railbibing.us.es/proyectos/abreproy/3933/fichero/7... · simulación...

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