Kar Paylaşımı

A via é constituída pela guia e pelos dormentes. A guia é a linha por onde o veículo se sustenta interagindo com as forças tangenciais do contato. O eixo de orientação da via é determinado por seis grandezas, as quais três são de rotação e três de translação.

Os desvios na direção de um rodeiro são criados ao passar por um aparelho de mudança de via (AMV), uma curva, uma sobrelevação ou simplesmente uma agulha (kink). A inclinação da via (grade)  muda a altura de rodagem (vide figura 13). O ângulo de agulha  gera o desvio lateral. E a sobrelevação  gera diferença de altura entre as rodas do rodeiro.

Figura 13: Exemplos de mudança de via

Ao se estabelecer à necessidade de se caracterizar a posição e atitude (ângulos) de uma via, as informações com respeito às mudanças de direção estarão relacionadas com o sistema de referência global adotado no modelo.

As irregularidades da via são classificadas dentro do grupo de irregularidades geométricas, sendo divididas em irregularidades em fase ou defasadas. As irregularidades em fase se caracterizam pela variação no alinhamento lateral ou nivelamento vertical. As irregularidades defasadas se caracterizam pela variação de bitola ou nivelamento cruzado. Para se medir as irregularidades, utiliza-se de equipamentos topográficos e de veículos especiais contendo o sistema de medição apoiado sobre a via (Miniprof). Uma vez determinadas às irregularidades da via, o sistema de manutenção pode intervir ou determinar a data de manutenção da via bem como o local exato que necessita de correção. As irregularidades poderão ser do tipo determinística ou aleatório (Barbosa,1999). As irregularidades determinísticas são aquelas que,em função de sua repetitividade, podem ser analisadas através de técnicas de análise de sinais periódicos (Fourier).

Figura 14: Irregularidades da via

Identifica-se entre os vários comprimentos de onda aqueles que excitam a estrutura do veículo e analisa-se o veículo para essas excitações.

As aleatórias são mais imprevisíveis e difíceis de serem identificadas, pois elas deixam de ser aleatórias se ocorrer ciclos repetitivos, e passam a ser determinísticas.

O veículo trafega sobre a via com liberdade para realizar movimentos laterais excitados por irregularidades na via e inscrição em curvas. Uma vez fora do ponto de equilíbrio, o sistema de autodirecionamento, proporcionado pelas rodas cônicas, restituirá o sistema após negociar a interação dos esforços no contato roda-trilho. A interação roda-trilho gera solicitações que são responsáveis pela qualidade de passeio do veículo. Os escorregamentos e a tensão no contato geram desgaste que pode ser verificado através da visualização dos perfis usados. Quando as solicitações estão acima do esperado em projeto, o nível de agressividade das rodas aumenta, prejudicando o desempenho, conforto e a durabilidade dos perfis.

A curva é o meio projetado para se mudar a direção de um veículo ferroviário. A inscrição em curva é tratada através de análise quase-estática com aplicação de forçamento lateral equivalente às acelerações centrífugas. Os fenômenos transitórios são negligenciados nesse tratamento. O projeto de passeio em curva deve garantir uma aceleração centrífuga da ordem de 1 m/ s2

, através da relação entre a velocidade de tráfego do veículo e o raio mínimo de curvas (Barbosa, 1999). Nesse caso, a força centrífuga nas curvas são parcialmente compensadas a partir da super elevação do trilho externo.

O aparelho de mudança de via ou AMV transfere uma composição ferroviária de uma via a outra através de uma transição abrupta, o que exige do projeto uma preocupação com relação às forças de interação veículo-via. A conexão entre uma curva de raio constante e uma reta pode ser realizada através de uma curva de transição que inicia em uma reta de raio infinito (curvatura zero) e se finaliza na curva com raio idêntico a esta. As formas de curvas de transição disponíveis estão ilustradas na figura 15.

Figura 15: Curva de transição de vias (Barbosa, 1999)

Um projeto otimizado é aquele que gera baixo nível de agressividade e desgaste no par “roda-trilho”. A velocidade de tráfego deve se encontrar abaixo da velocidade crítica satisfazendo os requisitos de estabilidade. Para alcançar esses aspectos no projeto, a concepção deve ser feita de modo integrado unindo elementos de massa e rijezas, os quais representam a suspensão primária + massa 1 (truque) e secundária + massa 2 (veículo). A figura 16 mostra um rodeiro e a suspensão primária.

Figura 16: Rodeiro ligado à caixa de rolamento e a suspensão primária

A figura 17 mostra um truque, formado pelo elemento de massa não suspensa (rodeiro) e a suspensão primária (elemento de ligação elástica). Ainda na mesma figura, o esqueleto do truque é conectado ao veículo através da suspensão secundária (bolsa de ar).

Figura 17: Truque ferroviário

A bitola varia ao longo da via, podendo alterar as propriedades no contato uma vez que as propriedades do contato não consideram essas variações na largura da bitola. A simulação incluindo este parâmetro exige a parametrização das propriedades de contato para cada largura da bitola.

O desgaste diferenciado do perfil do trilho ao longo da via também dificulta a previsão da resposta dinâmica na simulação, aparecendo com mais periodicidade em regiões com intensas forças no contato e as acelerações transversais, como no aparelho de mudança de via (AMV) e em curvas muito fechadas. A representação dessa situação pode ser feita através da determinação das propriedades de contato para cada um dos perfis (Barbosa, 1999). Uma opção consiste na interpolação linear das propriedades de contato entre os extremos de perfis, o que também carrega a simulação.