The rail vehicles while driving on a track discharging to earth through wheel rail forces that allow the train to follow track. The forces depend on the track, the dynamic behavior of the train and the load that it carries. Usually the contact forces are broken down into three principal directions, in order to identify the vertical forces, lateral forces and the longitudinal forces. This information is used to evaluate the safety of the vehicle, diagnose the vehicle is on the line, to develop models mathematicians of the vehicle maintenance program and check on the line and, finally, the estimated values of the forces are used in the UNI EN 14363 for the approval of railway vehicles. Various methods of measurement of contact forces have been developed over the years. These methods, essenzalmente, are based on estimate of the contact forces by measuring deformation of the room in various points that can be placed on the sails of sull'assile or wheels. The extent of forces is not so direct but it is necessary to go back to un'ooperazione calibration val- hours of forces from the deformation measurements. In addition to the method of measurement were also developed various methods of calibration of the torque providing rooms forces to provide notes to the room and measure the deformation of the fixed points hall, which can rimenere stops or can be put into rotation during the calibration. The work presents a method for the estimation of contact forces hybrid (as clkassiche complements measures with other measures of deformation) optimized (in order to obtain a robust and cost effective measurement system) that involves the use of de- formations of both the axle and sails, and when possible the extent of the crush- tion of the primary suspension. In addition, the calibration method developed provides the application and the direct measurement of forces on the rail using the whole system room-cart so maintain the boundary conditions between room and car- Rello tararura during the operations and transactions on-line measurement. The system Total uses a calibration matrix, obtained by the matrix pseudoinverse Moore-Penrose, which, using signals measured during the march, for the train the contact forces complete uncertainty.

I veicoli ferroviari durante la marcia su di un tracciato scaricano a terra, attraverso ruota a rotaia, forze che permettono al treno di seguire il tracciato.Le forze scam- biate dipendono dal tracciato, dal comportamento dinamico del treno e dal carico che quest’ultimo trasporta. Solitamente le forze al contatto vengono scomposte in tre direzioni principali, in modo tale da identificare le forze verticali, le forze laterali e la forze longitudinali. Queste informazioni sono utilizzate per valutare la sicurezza di marcia del veicolo, effettuare diagnosi sia sul veicolo sia sulla linea, sviluppare modelli matematici del veicolo, programmare e verificare interventi di manutenzione sulla linea ed, infine, i valori delle forze stimate vengono utilizzati nella normativa UNI EN 14363 per l’omologazione dei veicoli ferroviari. Vari metodi di misura delle forze di contatto sono stati sviluppati durante gli anni. Questi metodi, essenzalmente, si basano sulla stima delle forze al contatto attraverso la misura delle deformazioni della sala in vari punti che possono essere posizionati sull’assile o sulle vele delle ruote. La misura delle forze non è quindi diretta ma è necessaria un’ooperazione di taratura per risalire al val- ore delle forze dalle misure di deformazione. In aggiunta al metodo di misura sono stati sviluppati anche vari metodi di calibrazione delle sale dinamometriche che prevedono di fornire forze note alla sala e di misurare le deformazioni nei punti prestabiliti della sala, che può rimenere ferma o può essere messa in rotazione durante la taratura. Il lavoro svolto presenta un metodo di stima delle forze di contatto ibrido (in quanto integra le misure clkassiche di deformazione con altre misure) ottimizzato (al fine di ottenere un sistema di misura robusto ed economico) che prevede l’utilizzo di de- formazioni sia dell’assile sia delle vele e quando possibile la misura dello schiacci- mento delle sospensioni primarie. Inoltre, il metodo di taratura sviluppato prevede l’applicazione e la misura diretta delle forze sulla rotaia utilizzando l’intero sistema sala-carrello in modo tale mantenere inalterate le condizioni di vincolo tra sala e car- rello durante le operazioni di tararura e le operazioni di misura in linea. Il sistema complessivo utilizza una matrice di taratura, ottenuta tramite la matrice pseudoinversa di Moore-Penrose, che, sfruttando i segnali misurati durante la marcia, del treno for- nisce le forze al contatto completo di incertezza.

Stima delle forze di contatto tra ruota e rotaia

CROSIO, PIETRO FRANCESCO

Abstract

The rail vehicles while driving on a track discharging to earth through wheel rail forces that allow the train to follow track. The forces depend on the track, the dynamic behavior of the train and the load that it carries. Usually the contact forces are broken down into three principal directions, in order to identify the vertical forces, lateral forces and the longitudinal forces. This information is used to evaluate the safety of the vehicle, diagnose the vehicle is on the line, to develop models mathematicians of the vehicle maintenance program and check on the line and, finally, the estimated values of the forces are used in the UNI EN 14363 for the approval of railway vehicles. Various methods of measurement of contact forces have been developed over the years. These methods, essenzalmente, are based on estimate of the contact forces by measuring deformation of the room in various points that can be placed on the sails of sull'assile or wheels. The extent of forces is not so direct but it is necessary to go back to un'ooperazione calibration val- hours of forces from the deformation measurements. In addition to the method of measurement were also developed various methods of calibration of the torque providing rooms forces to provide notes to the room and measure the deformation of the fixed points hall, which can rimenere stops or can be put into rotation during the calibration. The work presents a method for the estimation of contact forces hybrid (as clkassiche complements measures with other measures of deformation) optimized (in order to obtain a robust and cost effective measurement system) that involves the use of de- formations of both the axle and sails, and when possible the extent of the crush- tion of the primary suspension. In addition, the calibration method developed provides the application and the direct measurement of forces on the rail using the whole system room-cart so maintain the boundary conditions between room and car- Rello tararura during the operations and transactions on-line measurement. The system Total uses a calibration matrix, obtained by the matrix pseudoinverse Moore-Penrose, which, using signals measured during the march, for the train the contact forces complete uncertainty.
BOCCIOLONE, MARCO FRANCESCO
COLOSIMO, BIANCA MARIA
COLLINA, ANDREA
MASTINU, GIANPIERO
26-mar-2012
I veicoli ferroviari durante la marcia su di un tracciato scaricano a terra, attraverso ruota a rotaia, forze che permettono al treno di seguire il tracciato.Le forze scam- biate dipendono dal tracciato, dal comportamento dinamico del treno e dal carico che quest’ultimo trasporta. Solitamente le forze al contatto vengono scomposte in tre direzioni principali, in modo tale da identificare le forze verticali, le forze laterali e la forze longitudinali. Queste informazioni sono utilizzate per valutare la sicurezza di marcia del veicolo, effettuare diagnosi sia sul veicolo sia sulla linea, sviluppare modelli matematici del veicolo, programmare e verificare interventi di manutenzione sulla linea ed, infine, i valori delle forze stimate vengono utilizzati nella normativa UNI EN 14363 per l’omologazione dei veicoli ferroviari. Vari metodi di misura delle forze di contatto sono stati sviluppati durante gli anni. Questi metodi, essenzalmente, si basano sulla stima delle forze al contatto attraverso la misura delle deformazioni della sala in vari punti che possono essere posizionati sull’assile o sulle vele delle ruote. La misura delle forze non è quindi diretta ma è necessaria un’ooperazione di taratura per risalire al val- ore delle forze dalle misure di deformazione. In aggiunta al metodo di misura sono stati sviluppati anche vari metodi di calibrazione delle sale dinamometriche che prevedono di fornire forze note alla sala e di misurare le deformazioni nei punti prestabiliti della sala, che può rimenere ferma o può essere messa in rotazione durante la taratura. Il lavoro svolto presenta un metodo di stima delle forze di contatto ibrido (in quanto integra le misure clkassiche di deformazione con altre misure) ottimizzato (al fine di ottenere un sistema di misura robusto ed economico) che prevede l’utilizzo di de- formazioni sia dell’assile sia delle vele e quando possibile la misura dello schiacci- mento delle sospensioni primarie. Inoltre, il metodo di taratura sviluppato prevede l’applicazione e la misura diretta delle forze sulla rotaia utilizzando l’intero sistema sala-carrello in modo tale mantenere inalterate le condizioni di vincolo tra sala e car- rello durante le operazioni di tararura e le operazioni di misura in linea. Il sistema complessivo utilizza una matrice di taratura, ottenuta tramite la matrice pseudoinversa di Moore-Penrose, che, sfruttando i segnali misurati durante la marcia, del treno for- nisce le forze al contatto completo di incertezza.
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Descrizione: STIMA DELLE FORZE DI CONTATTO TRA RUOTA E ROTAIA
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