Validación de un código de simulación de la interacción catenaria-pantógrafo frente a la nueva norma EN-50318

Abstract

Este trabajo fin de grado tiene como objetivo principal cumplir con la normativa EN50318:2018 que salió el pasado año 2018. El programa que se va a utilizar en el trabajo ya se utilizó previamente para verificar la antigua normativa que data del año 2002. El programa se basa en el método de elementos finitos y es capaz de registrar las fuerzas de contacto entre hilo y pantógrafo así como el movimiento vertical del hilo y el desplazamiento vertical de los postes. En este trabajo se va a intentar modificar los parámetros que el programa pone a su disposición para intentar validar todos los parámetros posibles de la nueva norma. Se va a estudiar un único modelo, el simple, de la norma a las velocidades de 275 y 320 km/h. Se utilizará el modelo de catenaria simple con un solo pantógrafo. Para ello se modificará el amortiguamiento numérico del sistema, el número de particiones que se realizan en el hilo de contacto y en el hilo sustentador y finalmente la distribución de los puntos que conforman la malla móvil que simula el pantógrafo. Finalmente, tras realizar los 3 ensayos disponibles en los dos modelos a estudiar se concluyó que se trataba de una catenaria muy ligera y con una inercia muy baja. No se consiguió cumplir con el movimiento vertical del hilo según lo establecido en ninguno de los dos modelos. Además, en el modelo 275 km/h tampoco se consiguió verificar la desviación típica en el intervalo de 0 a 20 Hz.

This work has as its main objective to validate the new norm EN50318:2018 which came out last 2018. The program used in this project has been used to validate de past norm which was in order in 2002. This program is based on the method of finite elements and is able to register the contact force between the wire and the pantograph, the movement of the contact wire and the uplift of the post. The objective is to modify the parameters that this program gives to validate as much as possible to pass the new norm. The simple model will be studied in this project at the velocities of 275 and 320 km/h. The simple model will be studied with only one pantograph. The parameters that the programs allows to change are the damping that the numerical method uses, the number of fictional elements that there are in the contact wire and the messenger wire and finally the distribution of the elements of the mobile mesh. After the three tests available in the two models for study, the conclusion was that the catenary was very lightweight, and the inertia was very low. The consequence is the movement of the contact wire which is far away from the range allowed. None of the models could pass the norm, because of the contact wire. Also, the model running at 275 km/h either could not pass the typical deviation in the range between 0 and 20 Hz.