Sensoriamento otimizado de vagões como alternativa ao uso de rodeiros instrumentados

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Andressa Santos, 1996-
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/4043
Resumo: Orientadores: Auteliano Antunes dos Santos Júnior, Guilherme Fabiano Mendonça dos Santos
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spelling Sensoriamento otimizado de vagões como alternativa ao uso de rodeiros instrumentadosOptmized sensing of wagons as an alternative to the use of instrumented wheelsetsEngenharia ferroviáriaInstrumentaçãoAprendizado de máquinaRailway engineeringSensingMachine learningOrientadores: Auteliano Antunes dos Santos Júnior, Guilherme Fabiano Mendonça dos SantosDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecânicaResumo: Rodeiros instrumentados são utilizados para medir as forças laterais (L) e verticais (V) decorrentes do contato entre a roda e o trilho ferroviários. Através dessas medidas, é possível quantificar a segurança da via utilizando o critério de Nadal, que define valores limites para a razão dessas forças (L/V). Existem limitações na aplicação de rodeiros instrumentados, tais como sua complexidade, preço e confiabilidade. Além disso, rodeiros instrumentados carecem de sensoriamento com extensômetros, que trabalham em condições ambientais agressivas, requerendo manutenção constante. Assim, é de grande relevância para a segurança do setor ferroviário explorar outras opções para medição de tais esforços, buscando alternativas viáveis que permitam enfrentar as limitações descritas. Este trabalho teve como objetivo desenvolver uma solução para a medição indireta da relação entre as forças laterais e verticais na interface roda-trilho, permitindo o cálculo da propensão ao descarrilamento sem o uso do rodeiro instrumentado. Para isso, foram desenvolvidos modelos multicorpos representativos da operação de vagões de minério, que permitiram avaliar o seu comportamento dinâmico, e foram empregadas técnicas de inteligência artificial para identificação dos sensores e das posições mais adequadas para estes, de forma a que levasse à correta determinação da relação L/V. A análise dinâmica foi feita empregando modelos desenvolvidos em software comercial de multicorpos para representar um veículo ferroviário instrumentado real, que também foi empregado na validação dos modelos. Como resultado, este trabalho propôs um novo arranjo instrumental adequado para uso em vagões, que pode ser empregado para a determinação da relação L/V, com erro quadrático médio inferior a 1.10-4 e coeficiente de determinação acima de 90%Abstract: Instrumented wheelsets are used to measure the lateral (L) and vertical (V) forces arising from the contact between the wheel and rail. Through these measures, it is possible to quantify the safety of the road using Nadal's criterion, which defines limit values for the ratio of these forces (L/V). There are limitations in the application of instrumented wheelset, such as its complexity, price and reliability. In addition, instrumented wheelset lacks sensing with strain gauges, which work in aggressive environmental conditions, requiring constant maintenance. Thus, it is relevant for the safety of the railway sector to explore other options for measuring such efforts, seeking viable alternatives that allow facing the limitations described. This work aimed to develop a solution for the indirect measurement of the relationship between lateral and vertical forces at the wheel-rail interface, allowing the calculation of the derailment propensity without the use of an instrumented wheelset. For this, representative multibody models of the operation of ore wagons were developed, which allowed the evaluation of their dynamic behavior, and artificial intelligence techniques were used to identify the sensors and the most suitable positions for them, in order to lead to the correct determination of the L/V ratio. Dynamic analysis was performed using models developed in commercial multibody software to represent a real instrumented railway vehicle, which was also used in the validation of the models. As a result, this work proposed a new instrumental arrangement suitable for use in wagons, which can be used to determine the L/V ratio, with mean square error below 1.10-4 and coefficient of determination above 90%MestradoMecânica dos Sólidos e Projeto MecânicoMestra em Engenharia MecânicaFuncamp5492[s.n.]Santos Júnior, Auteliano Antunes dos, 1963-Santos, Guilherme Fabiano Mendonça dosGay Neto, AlfredoAttux, Romis Ribeiro de FaissolUniversidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASSilva, Andressa Santos, 1996-20222022-02-24T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (100 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/4043SILVA, Andressa Santos. Sensoriamento otimizado de vagões como alternativa ao uso de rodeiros instrumentados. 2022. 1 recurso online (100 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/4043. Acesso em: 15 mai. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1241927Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2022-05-18T16:30:05Zoai::1241927Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2022-05-18T16:30:05Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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