Diseño Innovador de Mástil Compuesto Pultrusionado para Estructuras de Líneas Aéreas de Ferrocarril
Autores: Grasso, Marzio; Robinson, Mark; Chaffey, Brace; Mortimer, Philip; Brighton, James
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Diseño Innovador de Mástil Compuesto Pultrusionado para Estructuras de Líneas Aéreas de Ferrocarril
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Diseño de procesos industriales
Palabras clave
Viabilidad estructural
Pultrusión
Polímeros reforzados con fibra de carbono
Diseño ligero
Mástil
Electrificación de ferrocarriles de línea aérea
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
Se investigó y simuló la viabilidad estructural del uso de una pultrusión de polímeros reforzados con fibra de carbono (CFRP) para el diseño ligero de un mástil para la electrificación de líneas ferroviarias aéreas. Se llevó a cabo una caracterización del material utilizando flexión en tres puntos y análisis de elementos finitos para identificar las propiedades ortotrópicas de los tubos pultruidos diseñados para un mástil compuesto para la electrificación aérea. Se propuso un diseño innovador del mástil y se verificó mediante una simulación que comparó la deflexión y los niveles de estrés bajo carga de viento e inercia. A partir de los resultados de la simulación, se concluyó que el diseño de la estructura compuesta propuesta cumple con los requisitos de rendimiento mecánico para su implementación y beneficia la aplicación con una reducción de peso de más del 80% con respecto al diseño actual del mástil de acero.
Descripción
Se investigó y simuló la viabilidad estructural del uso de una pultrusión de polímeros reforzados con fibra de carbono (CFRP) para el diseño ligero de un mástil para la electrificación de líneas ferroviarias aéreas. Se llevó a cabo una caracterización del material utilizando flexión en tres puntos y análisis de elementos finitos para identificar las propiedades ortotrópicas de los tubos pultruidos diseñados para un mástil compuesto para la electrificación aérea. Se propuso un diseño innovador del mástil y se verificó mediante una simulación que comparó la deflexión y los niveles de estrés bajo carga de viento e inercia. A partir de los resultados de la simulación, se concluyó que el diseño de la estructura compuesta propuesta cumple con los requisitos de rendimiento mecánico para su implementación y beneficia la aplicación con una reducción de peso de más del 80% con respecto al diseño actual del mástil de acero.