Assessment of derailment probability for railway vehicles in case of backled track

La tesi ha lo scopo di valutare la probabilità di deragliamento di veicoli ferroviari che viaggiano su un binario difettato, in particolare la formarzione di tale irregolarità è dovuta al verificarsi del fenomeno di instabilità al carico di punta, noto come “Buckling”, a temperature elevate. Il presente documento vuole fornire indicazioni tecniche relative alla percorribilà della linea ferroviaria in termini di probabilità di svio del veicolo in condizioni normali di servizio. Sarà esaminato la prima forma modale (tipologia) del difetto, in condizioni differenti (tre valori di coefficiente d’attrito e tre valori di velocità di percorrenza del treno) per due tipi di treni: treno ad alta velocità e treno merci. Sarà costruita la suprficie di risposta (piano fattoriale) attraverso la progettazione ed analisi sperimentale che interpola i risultati ricavati da simulazioni numeriche. L’indicazione di condizione di deragliamento è fornita da due parametri (due piani fattoriali) che caratterizzano il comportamento del treno in marcia. In totale si avranno nove simulazioni numeriche per ciascun piano fattoriale, e due superfici di risposta per ciascun treno. In fine sarà calcolata la velocità limite consigliata affinchè il sistema si trovi in condizioni di sicurezza.

This thesis has the aim to assess the derailment probability of the railway vehicles when travelling over a defective track, in particular the buckling phenomenon at high temperature. The purpose is to provide technical information about viability of the railway line in terms of derailment risk refered to normal condition of service. There will be analyzed the situation where the vehicle pass over the buckled rails (first mode shape) under different conditions (three coefficients of friction and three drive velocities) for two types of trains: high speed train, freight train. It will be built the response surface (factorial plane) through design of experiment that interpolates the results given from numerical simulations. There are made nine numerical simulations for each factorial plane which describes the train behavior (response to the defective track). In total there are two derailment coeffcients (two factorial planes) for both high-speed and freight train. The failure probability refers to probability to exceeding of the derailment coeffcients. At the end it will be evaluated the travelling speed limit.