Studio di fattibilità di una barra anti-rollio attiva idraulica per sospensioni secondarie di treni ad alta velocità

The thesis means to develop a define a concept for an active hydraulic anti-roll bar for high-speed trains and to develop a mathematical model for this active system. The active system is composed by two hydraulic cylinders connected in a cross scheme, in order to generate tilting over small angles and to increase the comfort during curve negotiation. The synthesis of three linear controllers (PD, PD with sky-hook and optimal control with error integration) was based on a linearized model of both the vehicle and the anti-roll bar, while the performance assessment was carried out using a multi-physics model which included the non-linear hydraulic bar and the multi-body V250 train model previously developed at the Mechanical Engineering Department of Politecnico di Milano. The numerical results show increased performances with increased comfort on both high-speed lines and conventional curves, with a 12% speed increase in the first case (from 300 to 338 [km/h]) and a 15 [km/h] speed increase in the second (from 135 to 150 [km/h]).

Il lavoro di tesi intende sviluppare il dimensionamento e la modellazione di una barra anti-rollio oleodinamica attiva per treni ad alta velocità costituita da due cilindri idraulici collegati mediante uno schema incrociato al fine di fornire un moto di tilting ridotto e aumentare il comfort in curva. La sintesi di tre controllori lineari (PD, PD con sky-hook e ottimo con integratore dell'errore) si è basata su un modello linearizzato di veicolo e di barra anti-rollio, mentre l'analisi delle prestazioni è avvenuta su un modello multi-fisico comprendente la barra idraulica nella versione non lineare e un modello multi-body di treno V250 precedentemente sviluppato dal Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano. I risultati numerici mostrano un miglioramento delle prestazioni con comfort superiore sia su linee ad alta velocità che in curve convenzionali, con un incremento di velocità superiore al 12% per le prime ( da 300 a 338 [km/h]) e di 15 [km/h] per le seconde (da 135 a 150 [km/h]).