Los modelos matemáticos son extremadamente limitados en el modelado de lastre, la capa de grava ubicada debajo de las vías del ferrocarril. Los investigadores han demostrado que una gran parte de la energía introducida por un tren que pasa está atrapada por el lastre. Su trabajo muestra que este fenómeno de atrapamiento, que esmuy dependiente de la velocidad del tren, podría causar una degradación acelerada del lastre en las vías del tren.
Los ingenieros de SNCF han estado utilizando modelos matemáticos durante muchos años para simular el comportamiento dinámico de los ferrocarriles. Estos modelos no han podido tener en cuenta que grandes porciones de la vía han sido extremadamente limitadas en el modelado de lastre, la capa de grava ubicada debajo de las vías del ferrocarrilEsta es la razón por la cual SNCF Innovation & Recherche solicitó ayuda de especialistas en propagación de olas para todo tipo de medios y a diversas escalas: investigadores del CNRS e INSA Estrasburgo. Juntos, han demostrado que una gran parte de la energía introducida por un tren que pasa esatrapado por el lastre. Su trabajo, publicado en la edición de noviembre de Mecánica computacional , muestra que este fenómeno de captura, que depende mucho de la velocidad del tren, podría causar una degradación acelerada del lastre en las vías del ferrocarril.
Los ingenieros de SNCF actualmente tienen dos formas en que pueden tener en cuenta el lastre para intentar comprender cómo se comportan las vías del tren cuando pasa un tren. Uno es el modelado de alto nivel de las interacciones entre cada "grano" y el otro es un modelo más simple donde elel lastre se representa como un todo homogéneo y continuo. Aunque tener en cuenta las interacciones entre los granos permite la demostración de mecanismos de desgaste localmente, se vuelve demasiado complejo para aplicarse a toda la vía, al paso de un tren completo. Por el contrario, los modelos simples puedense puede utilizar para grandes porciones de vías, pero realmente no puede decirnos qué sucede en la capa de grava. Además, las mediciones de las vibraciones cerca de las vías fueron mucho más bajas de lo que predijeron los cálculos. En este contexto, la pregunta es cómo modelar un tren completo que pasa, durante varios metros, o incluso kilómetros, conservando las características específicas del comportamiento mecánico del balasto. Algo faltaba en el modelado para poder describir el influencia de un tren que pasa por los alrededores inmediatos del ferrocarril.
Los investigadores han propuesto un nuevo mecanismo que ayuda a explicar por qué las vibraciones son más bajas de lo previsto a medida que aumenta la distancia desde la pista. Dejaron de considerar el lastre como un medio homogéneo y comenzaron a considerarlo como un medio heterogéneo. Esta vez, el modelo matemáticoy las medidas físicas están de acuerdo: han demostrado que una gran parte de la energía introducida por un tren que pasa está atrapada en la capa de lastre heterogénea. Este fenómeno de atrapamiento, muy dependiente de la velocidad del tren, podría causar degradación en la capa de lastre, ya que la energía proporcionadapor el tren que pasa se disipa por los granos frotándose.
Por lo tanto, este trabajo abre caminos para una mejor comprensión del comportamiento de cómo se comportan las vías del tren cuando pasa un tren. Al comprender dónde en las vías el lastre atrapa más energía, estos resultados abren nuevas perspectivas particularmente para aumentar la vida útil de las vías del ferrocarrily reduciendo los costos de mantenimiento.
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Materiales proporcionado por CNRS . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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