Assessment of limit derailment conditions for ultra low floor wagons

The purpose of this work is to find limit conditions that lead to wheel climb derailment of Saadkms rail vehicle, which due its particular structure of the bogie, has been involved in some derailments. An existing multibody model of Saadkms vehicle, developed by Politecnico di Milano, has been refined, to better modeling the behavior of certain components. To achieve this goal, a methodology to evaluate the influence of rail vehicle parameters on the probability that wheel climb phenomenon occurs has been developed and, in addition, the possibility to predict, for a certain set of parameters, the distance from flange climb condition has been implemented. A flatcar wagon (CAMAV) has been used to calibrate and test this methodology , due to this less complexity respect the Saadkms vehicle. Subsequently simulations on Saadkms vehicle have been carried out , evaluating influence of the main vehicle parameters to the distance from wheel climb limit. Results of simulations, carried both on empty and fully loaded vehicle, have shown that the parameters which mostly influence the attitude of bogies toward derailment are the horizontal stiffness of primary suspension, the friction coefficient of side bearers and, in case of loaded wagon, the friction coefficient of centre bowl.

Lo scopo del presente lavoro è quello di analizzare le condizioni limite che portano al deragliamento, attraverso il meccanismo del "flange climb", dei carri merci di tipo Saadkms, che, a causa della loro particolare struttura del carrello, sono stati oggetto di casi di svio. Si è provveduto ad implementare una modellazione più accurata di alcune componenti del carro sul modello multibody preesistente, sviluppato dal Politecnico di Milano È stata sviluppata una metodologia per valutare l'influenza dei parametri del veicolo sulla probabilità che si verifichi il fenomeno del "flange climb" e, in aggiunta, è stata implementata la possibilità di prevedere, per un certo set di parametri, la distanza dalle condizioni di svio. Per mettere a punto la metodologia sono state eseguite delle simulazioni sul modello di un carro pianale (CAMAV), che presenta una minore complessità strutturale rispetto al Saadkms. Sono state effettuate successivamente le simulazioni sul modello del carro Saadkms, valutando l'influenza dei principali parametri del veicolo sulla distanza dal limite di svio. Dai risultati delle prove, eseguite sia in caso in vericolo vuoto che a pieno carico, è risultato che i parametri che maggiormente influenzano la propensione del veicolo allo svio sono la rigidezza in direzione orizzontale della sospensione primaria, il coefficiente di attrito dei pattini cassa-carrello e, in caso di carro a carico, il coefficiente di attrito della ralla.