Theoretical and experimental analysis of ring-damped raileay wheels

Resumen

El trabajo que aquí se presenta se ha centrado en el estudio de sistemas de insonorización para ruedas de ferrocarril y, en concreto, en el análisis de sistemas de bajo costo y que puedan ser aplicados a corto plazo. Dentro de este grupo se han estudiado los aros de insonorización, conocidos como "ring dampers" o "friction dampers". El objetivo de esta tesis es el establecimiento del principio de funcionamiento y la optimización de los aros de insonorización. Esta tesis se ha realizado de forma paralela al proyecto de investigación Brite Euram denominado "Silent Freight", cuyo objetivo ha sido el desarrollo de metodologías de análisis y el establecimiento de medidas para la reducción del ruido emitido por los trenes de mercancías. Se han desarrollado modelos de uno y dos grados de libertad mediante los cuales se estudia el amortiguamiento por rozamiento empleando métodos analíticos. Estos modelos pueden considerarse como una primera aproximación del sistema rueda/aro real, que permite determinar la influencia de varios parámetros sobre la cantidad de energía disipada por rozamiento. Los modelos de interacción rueda/aro se han desarrollado tanto en el dominio del tiempo como en el de la frecuencia. El modelo en el tiempo es un modelo exacto, ya que no se hacen suposiciones relativas a las fuerzas que actuan sobre el sistema. El modelo en frecuencia es aproximado, ya que es necesario realizar ciertas suposiciones para poder modelizar un sistema nolineal. Mediante el modelo en el dominio de la frecuencia, se analiza la influencia de parámetros tales como la masa del aro, el apriete, la situación del aro y número de aros, sobre el nivel de amortiguamiento de la rueda. Dentro del ámbito experimental, se presentan resultados de medidas realizadas tanto en laboratorio como en vía. De los ensayos en laboratorio se han obtenido valores de reducción de nivel de ruido y aumento de amortiguamiento. Estos datos se