Desgaste y Plasticidad en Cruces de Desvío de Ferrocarril: Un Modelo Semi-Físico Rápido para Reemplazar Simulaciones de Elementos Finitos
Autores: Davoodi Jooneghani, Hamed; Sazgetdinov, Kamil; Meierhofer, Alexander; Scheriau, Stephan; Ossberger, Uwe; Müller, Gabor; Six, Klaus
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Desgaste y Plasticidad en Cruces de Desvío de Ferrocarril: Un Modelo Semi-Físico Rápido para Reemplazar Simulaciones de Elementos Finitos
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Cambios severos
Fuerzas de contacto dinámicas
Modelo de sistema completo
Plasticidad semifísica
Modelo de desgaste
Predicción de daños en rieles
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 15
Citaciones: Sin citaciones
Los cambios severos en los perfiles de la nariz de cruce son causados por grandes fuerzas de contacto dinámicas. Para predecir estas fuerzas así como la evolución del perfil, se desarrolló el Modelo de Sistema Completo (WSM). Sin embargo, utiliza simulaciones de elementos finitos (FE) que son computacionalmente costosas. Como reemplazo, se ha desarrollado el modelo de plasticidad y desgaste sem Físico (SPPW), mejorando así significativamente el rendimiento general del WSM. El SPPW considera la influencia del desgaste, la plasticidad y los efectos relacionados con el perfil de la rueda. Sus resultados han mostrado una buena correlación general con los resultados de FE, datos de laboratorio para diferentes materiales y datos de campo de un cruce real. Debido a la naturaleza sem Físico del modelo, el tiempo computacional requerido para las predicciones se redujo significativamente en comparación con las simulaciones de FE: minutos en lugar de semanas. El SPPW será útil para la predicción eficiente del daño en rieles, como el desgaste y la deformación plástica, y, como parte del WSM, contribuirá a un pronóstico rápido y holístico del daño en la vía.
Descripción
Los cambios severos en los perfiles de la nariz de cruce son causados por grandes fuerzas de contacto dinámicas. Para predecir estas fuerzas así como la evolución del perfil, se desarrolló el Modelo de Sistema Completo (WSM). Sin embargo, utiliza simulaciones de elementos finitos (FE) que son computacionalmente costosas. Como reemplazo, se ha desarrollado el modelo de plasticidad y desgaste sem Físico (SPPW), mejorando así significativamente el rendimiento general del WSM. El SPPW considera la influencia del desgaste, la plasticidad y los efectos relacionados con el perfil de la rueda. Sus resultados han mostrado una buena correlación general con los resultados de FE, datos de laboratorio para diferentes materiales y datos de campo de un cruce real. Debido a la naturaleza sem Físico del modelo, el tiempo computacional requerido para las predicciones se redujo significativamente en comparación con las simulaciones de FE: minutos en lugar de semanas. El SPPW será útil para la predicción eficiente del daño en rieles, como el desgaste y la deformación plástica, y, como parte del WSM, contribuirá a un pronóstico rápido y holístico del daño en la vía.