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Análise dinâmica de colisão de comboios para projeto de segurança passiva

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Abstract(s)

Este trabalho visa a modelação multicorpo da colisão de comboios com o objetivo de permitir efetuar simulações da colisão, de modo a observar os fenómenos de absorção de energia, de modo a permitir uma redução dos custos computacionais, mas também dos custos com testes reais. O modelo desenvolvido replica de forma bastante correta uma colisão, podendo servir para análise da colisão. O modelo desenvolvido tem por base um modelo real, sendo este modelo constituído por carruagens, onde uma das carruagens apresenta uma dada velocidade inicial enquanto as outras se encontram em repouso, e buffers, sendo estes últimos estruturas de absorção de energia, estas estruturas encontram-se acopladas às carruagens por molas não lineares. Uma vez que os resultados dependem da curva de rigidez das molas é relativamente simples alterar as características do modelo de modo a simular diferentes tipo de colisão a diferentes velocidades e com diferentes massas. Uma vez que se verifica que quando existe o impacto entre carruagens, não existe recuo do corpo que se encontra inicialmente em movimento, é necessário garantir que o mesmo se verifica nas simulações, esta situação apresentou um grande desafio de simulação, sendo que foram necessárias várias tentativas e modelos, de modo a conseguir replicar o melhor possível este fenómeno. Este projeto oferece uma ferramenta de análise da colisão de carruagens, sendo que a utilização do modelo desenvolvido pode ser útil no projeto e fabrico de carruagens, bem como em projetos de segurança passiva de passageiros.
This paper aims the multibody modeling of railway collisions, with the purpose of allow collision simulations, in order to observe the energy absorption phenomena, in order to allow reducing the computing cost, and real test cost as well. The model was developed to replicate quite accurately a collision and can be used for collision analysis. The developed model was based on a real model, being this model was made by carriages, where one of them has an initial velocity while the others are at rest, the model also have buffers, wich are structures for energy absorption, these structures are coupled to the carriages by nonlinear springs. Since the results depend on the springs stiffness curve it is relatively simple to change the characteristics of the model in order to simulate different types of collision, at different velocities with different masses. Since it is found that when there is an impact between carriages there is no recoil of the body that was initially moving, it is necessary to ensure this is what happens in the simulations, this situation presented a big challenge, and several models and trials was made in order to replicate this phenomenon as best as possible. This project offers a different railway crash analysis tool, and the use of the developed model can be useful in the project and manufacture of rail carriages, as well as passive passenger safety projects.

Description

Trabalho final de mestrado para obtenção do grau Mestre em Engenharia Mecânica

Keywords

Sistemas multicorpo Multibody systems Segurança passiva Passive safety Comboios Trains Colisão ferroviária Railway collision Resistência ao impacto Crashworthiness

Pedagogical Context

Citation

FRANCISCO, Helder dos Santos e - Análise dinâmica de colisão de comboios para projeto de segurança passiva. Lisboa: Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, 2019. Dissertação de mestrado.

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Publisher

Instituto Superior de Engenharia de Lisboa

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