Simulación de dinámicas de vehículos ferroviarios

Comprender la dinámica de los vehículos ferroviarios mediante la simulación multicuerpo (MBS)

Los vehículos ferroviarios son sistemas complejos y su rendimiento viene determinado por la interacción de múltiples componentes, como la interfaz contacto rueda-carril, la suspensión, los bogies, los acoplamientos y otras piezas móviles. Optimizar y comprender estas interacciones es esencial para garantizar la seguridad, velocidad, fiabilidad y comodidad del vehículo. La complejidad y la gran longitud de los trenes hacen que simular su dinámica de circulación sea un problema de ingeniería difícil de resolver. Los ingenieros deben tener en cuenta todos los movimientos relativos posibles entre los distintos componentes.

La simulación de sistemas multicuerpo (MBS) es la única tecnología que permite analizar y comprender la dinámica completa del sistema sin necesidad de un prototipo físico. La simulación multicuerpo permite a los ingenieros crear un prototipo virtual para realizar pruebas virtuales en las primeras fases del ciclo de desarrollo. Se puede realizar una exploración exhaustiva del espacio de diseño, teniendo en cuenta numerosos KPI, para encontrar el diseño óptimo entre alternativas competidoras, de forma más rápida y barata que las pruebas físicas. El valor de la simulación multicuerpo se prolonga durante la vida útil del vehículo, a través del mantenimiento asistido por simulación, la investigación de accidentes y la investigación de casos de garantía o mal uso, entre otros.

Mecánica de contacto rueda-carril y su impacto

El contacto rueda-carril es la característica que más influye en el comportamiento dinámico global de un vehículo ferroviario. Este contacto desempeña un papel en casi todos los retos de alto nivel del sector ferroviario, entre ellos:

• Seguridad y fiabilidad de la explotación: estabilidad del descarrilamiento de vehículos en las vías.
• Confort de los pasajeros: las irregularidades de la vía generan vibraciones en el vehículo a través de la interfaz de contacto.
• Los costes de mantenimiento, el ruido radiado y la eficiencia energética: todo ello se ve influidos por el desgaste de las superficies de los raíles y las ruedas.

Debido a la gran rigidez del contacto metal-metal y al complejo comportamiento de fricción entre las superficies, la mecánica de contacto rueda-carril es difícil de resolver. Para simular correctamente la dinámica carril-vehículo, es esencial un cálculo preciso del contacto carril-rueda. La tecnología Simpack ofrece algoritmos de contacto carril-rueda rápidos, precisos y robustos, que permiten el contacto no elíptico y múltiples parches de contacto por rueda.

Optimización del rendimiento con prototipos virtuales

Este vídeo ofrece una visión de alto nivel para desarrollar, optimizar y validar virtualmente la dinámica y los atributos de rendimiento de los vehículos ferroviarios mediante las funcionalidades de simulación de Dassault Systèmes. Se centra en múltiples aspectos, como proporcionar un viaje más seguro y cómodo, reducir el tiempo de desplazamiento, predecir tolerancias de estructuras arbitrarias y proporcionar información de mantenimiento predictivo.

Aplicaciones de simulación multicuerpo (MBS) para todo tipo de sistemas ferroviarios 

La simulación de sistemas multicuerpo (MBS) puede utilizarse para el análisis y diseño de cualquier tipo de vehículo o mecanismo ferroviario/guiado, desde vagones de tranvía hasta trenes articulados completos de alta velocidad. También puede utilizarse para aplicaciones especializadas, como montañas rusas, sistemas de manipulación de materiales e incluso trenes de levitación magnética. Utilizado en todo el mundo por fabricantes y operadores, Simpack es el software MBS líder para la dinámica de sistemas ferroviarios.