Orientador: Fausto Rodrigues Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-15T01:44:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LopesJunior_Vicente_M.pdf: 3334607 bytes, checksum: fe682c32ee8d3ef65382e8046b862d73 (MD5) Previous issue date: 1987 / Resumo: Neste trabalho, faz-se um estudo teórico sobre o comportamento dinâmico de uma locomotiva representada por um modelo com trinta e nove graus de liberdade em trilhos retos. Denominam-se, inicialmente, as frequências naturais e os movimentos dominantes através dos autovalores e autovetores. Como forças de excitação consideram-se as irregularidades do trilho nas direções vertical e lateral, representadas, respectivamente, por uma função seno retificado e se no contínuo. Além disso, apresenta-se o caso em que as excitações são consideradas forças aleatórias. A interação roda trilho é baseada na teoria linear proposta por Wickens e Blader. As equações do movimento são determinadas pela formulação de Lagrange e para se obter a resposta no domínio do tempo utilizam-se métodos de integração numérica. A resposta no domínio da frequência, também, pode ser obtida através da "Fast Fourier Transform" (CFFT). Constata-se, ainda, a influência de alguns parâmetros na resposta dinâmica da locomotiva e um sistema de suspensão otimizado pode ser selecionado. / Abstract: This work presents a theoretical analysis of the dynamic behavior of locomotives on straight tracks. A mathematical model with thirty-nine degrees of freedom is developed and eingenvalues and eigenvectors, natural frequencies and dominant motions are determined. The excitation forces include vertical and lateral directions track irregularities, which are represented by a rectified sine wave and by a continuous sine, respectively and a1so random forces. The wheel-rail interact ion is based on the linear theory proposed by Wickens and Blader. The equations of motion are derived by applying Lagrande's equation on the generalized coordinates and the time domain response is obtained by numerical integration methods. The response in the frequency domain is obtained through the Fast Fourier Transform (FFT). The influence of some parameters on the locomotive dynamic response was observed. / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Fausto Rodrigues Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-20T01:35:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Villa_EmersonCarlos_M.pdf: 3957914 bytes, checksum: 1f9f3906be8dc7e7e327ed3ca428c2c1 (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: Neste trabalho apresenta-se um estudo das forças que ocorrem no contato entre as rodas de um veículo ferroviário (com truques rígidos) e os trilhos, quando este veículo descreve uma curva de raio constante. Levam-se em consideração as forças internas de microescorregamento geradas neste contato e as cargas externas que atuam na direção lateral, influenciadas pelo peso, velocidade, forças de tração, frenagem e impacto, parcela da força centrífuga não compensada pela superelevação, pela geometria da via permanente (raio de curva, bitola, " superlargura e tipo de trilho) e do veículo (folgas axiais existentes entre as caixas de mancal dos rodeiros e os pedestais dó truque, base rígida, distâncias entre eixos do truque e entre piões do estrado). Utilizou-se para sua realização um sistema de computador IBM 3090, existente na UNICAMP, com o qual simulou-se, através do modelo matemático proposto, o comportamento de duas locomotivas com suas características nominais a velocidades constantes. Em seguida verificou-se a influência de alguns parâmetros considerados mais importantes. Procedeu-se da mesma forma, porém mais resumidamente, para um terceiro modelo de locomotiva. Comparam-se e analisam-se as forças e momentos resultantes obtidGS nas simulações. epresentam-se graficamente os resultados mais significativos, utilizando-se um programa gráfico apropriado para microcomputador. Conclui-se que se pode simular em computador o comportamento dinâmico lateral dos truques rígidos de locomotivas e carros de passageiros, nas diversas condições de operação e geometrias do veículo e da via, o~tendo-se informações como forças, momentos e posições dos centros de fricção, que contribuem para o desenvolvimento do projeto, sua análise ou sua alteração, operação e segurança do veículo e para o projeto e manutenção da Via / Abstract: The study of forces that occur at the railway vehicle wheel (with rigids trucks) and rail interface, when this vehicle negotiates a section of curved track with a constant radius, is presented. The friction-creep intemals forces, generated at the wheel-rail interface and extemals loads acting at lateral direction affected by vehicle weight, speed, traction, braking and buffing loads, portion of centrífugal force not balanced by the elevation, by track (curvature radius, gage, gage widening and rail section) and vehicle geometry (wheelsets joumal boxes/pedestaIs clearances, wheel base, truck axles and platform pins distances) are considered. An IBM 3090 computer sys~em, available in UNICAMP, is used to simulate, througli the proposed mathematical model, the dynamic behaviour of two locomotives in their nominal features and steady-state condition. The influence of some importants parameters is considered. In the same way, but condensed, a third locomotive is simulated. The forces and moments are compared and analyzed. Graphs of significatives results are plotted, by using appropriated microcomputer software. It is concluded that is possible to simulate, with the help of a computer, the locomotives and passenger cars dynamic behaviour, for severals operation conditions, vehicle and track geometríes, getting information that contríbute for the design development, analysis or its alteration, vehicle operation, safety, track design and its maintenance / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Made available in DSpace on 2018-08-01T23:58:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_11661_DISSERTAÇÃO - PATRICIA LOUZADA.pdf: 2170422 bytes, checksum: 56ea9d1977ec1b1f49683cc16fcccbc9 (MD5) Previous issue date: 2017-12-12 / O atendimento da demanda de transporte ferroviário de carga está relacionado ao processo de distribuição de vagões e locomotivas para formação de trens para transportar as cargas, o qual impacta diretamente nos custos operacionais da ferrovia. O planejamento da distribuição de vagões vazios é importante porque a maioria dos vagões nas ferrovias do Brasil retornam vazios do pátio de descarga para o pátio de carregamento. No caso das locomotivas, eventualmente, estas viajam sozinhas para atendimento a demandas em outros pátios. Ambas as situações elevam os custos operacionais da ferrovia, pois um trem formado somente de vagões vazios, ou uma locomotiva viajando sozinha, acarreta custos com maquinista e combustível, e não gera receita. Assim, esta dissertação propõe um modelo matemático de Programação Inteira para planejamento da distribuição integrada de vagões e locomotivas, onde estes são transportados utilizando a folga na capacidade de tração dos trens carregados que já estão programados para circular na ferrovia para atendimento a demandas de vagões vazios e locomotivas solicitadas nos pátios, tendo como objetivo a minimização dos custos totais de distribuição. O modelo proposto destaca-se pela integração da distribuição de vagões e locomotivas, algo que ainda não foi encontrado na literatura. Para garantir o balanceamento entre oferta e demanda, é proposta a introdução de variáveis de folga para representar as demandas que não tenham sido atendidas pela quantidade real ofertada, ou ainda pela limitação na tração disponível nos trens em circulação. No caso da utilização destas variáveis para obtenção da solução ótima, isso significa que a demanda naquele pátio e tempo não será atendida, indicando assim que uma ação deve ser tomada pelo distribuidor de recursos. Testes em instâncias baseadas em dados reais da Estrada de Ferro Vitória à Minas (EFVM) foram resolvidas de forma ótima utilizando o solver CPLEX 12.6 e os resultados se mostraram bastante aderentes com a utilização operacional para apoio à tomada de decisão no que tange ao planejamento e distribuição de vagões e locomotivas em pátios ferroviários para atendimento à demanda de formação de trens. Nas instâncias do Estudo de Caso da EFVM, o modelo proposto utilizou menos trens exclusivamente de vagões vazios para distribuir vagões e locomotivas do que os efetivamente criados pelo Centro de Controle Operacional da ferrovia no período analisado. Palavras-chave: Distribuição de Vagões e Locomotivas. Operação Ferroviária. Transporte Ferroviário. Programação Inteira

Orientador: Hans Ingo Weber / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-16T15:47:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RodriguesFilho_Fausto_D.pdf: 6825850 bytes, checksum: 6435ca8e74911fe38a95759876bde888 (MD5) Previous issue date: 1983 / Resumo: Estuda-se a dinâmica de veículos ferroviários com particular interesse sobre o movimento lateral. Um programa de simulação de locomotivas foi implantado no sistema computacional PDP-10 da UNICAMP, desenvolvendo-se métodos para a obtenção prat1ca dos valores dos parâmetros necessários. A simulação foi aplicada a uma locomotiva real, investigando-se o seu comportamento dinâmico e estabelecendo-se critérios para o desenvolvimento dessa análise. Analisa-se o "estado da arte no Brasil", apresentam-se os modelos físicos e matemáticos utilizados e se discute sobre o programa de simulação. A simulação foi aplicada preliminarmente a 2 modelos de locomotiva para se explorar os recursos do programa e as relações entre os parâmetros. Escolheu-se uma locomotiva da Fepasa para ser simulada, procedendo-se à obtenção dos valores dos parâmetros e à simulação com esses valores. Verificou-se a influência dos diver sos parâmetros, discutindo-se os resultados obtidos e concluindo se com algumas sugestões de trabalhos experimentais que se consideram seja a continuação natural do trabalho realizado. / Abstract: Lateral dynamic of railway vehicles is investigated. A simulation program for locomotives was implanted at the PDP - 10 computer system of UNICAMP. Methods for the obtention of the values of the parameters inpractice were developed. Application for a real locomotive is presented. Criteria for the analysis of the behavior of this locomotive are investigated. Physical and mathematical models are established; the computation program is presented and discussed. The state of the art in Brazil is analised. The simulation is applyed on 2 locomotive models to explore the numerical capabilities and the physical relations. A specific locomotive of FEPASA railway was selected and the methods how the parameters for the simulation were obtained is shown. The influence of the parameters is investigated. Results are discussed and some suggestions of experimental analysis are presented with some important remarks. / Doutorado / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Dirk Rheinboldt / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia / Made available in DSpace on 2018-07-20T06:53:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cavazzoni_FernandoArthur_D.pdf: 3261307 bytes, checksum: e2877c7dfe6fb4bd6ce89d4b835b2345 (MD5) Previous issue date: 1975 / Resumo: A medição de temperatura em uma máquina elétrica é por si só complexa e muitas vezes controvertida, principalmente nos enrolamentos rotóricos de uma maquina de corrente continua. O Motor de Tração não somente é uma máquina elétrica de corrente continua, porém tem a agravante de sofrer um ciclo de carga não padronizado, completamente aleatório e particularmente imprevisível. A acessibilidade aos enrolamentos rotóricos de um Motor de Tração, quando instalado em uma locomotiva elétrica e praticamente impossível com a agravante que os ditos enrolamentos estão em movimento e a transferência de qualquer medida direta teria que ser transportada para fora do truque da locomotiva com elementos ou aparelhos que seguramente distorceriam a indicação inicial. Salienta-se que quaisquer dispositivos para esse fim teriam também que ser projetados para suportar impactos da ordem de 10 a 15 vezes a aceleração da gravidade. O presente trabalho apresenta o Método do Perfil Térmico para determinação de temperatura em motores de tração, principalmente da armadura, partindo de dados obtidos de testes no motor e fora da locomotiva elétrica como uma altemativa simples, prática e segura para o usuário / Abstract: Not informed / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Made available in DSpace on 2018-08-01T23:59:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_12398_PROPOSTA DE UM MÉTODO BASEADO NA ABORDAGEM WELL-TO-WHEEL PARA CALCULAR E AVALIAR AS EMISSÕES DE POLUENTES ATMOSFÉRICOS~1.pdf: 13220311 bytes, checksum: e261fd05736ce55c48ea96115c41e2d6 (MD5) Previous issue date: 2018-03-21 / As ferrovias tem uma participação considerável no transporte brasileiro de cargas, e espera-se que isso aumente pelos próximos anos. No entanto, quanto maior for o crescimento das operações ferroviárias, maior será o consumo de combustíveis fósseis derivados do petróleo pelas locomotivas, e, consequentemente, maior será a emissão de poluentes atmosféricos e GEE. Devido às recentes preocupações ambientais, várias medidas foram empregadas mundialmente para se reduzir as emissões do setor de transporte, como por exemplo o uso de combustíveis alternativos, como o gás natural e os biocombustíveis. Todavia, deve-se avaliar se esses combustíveis realmente são eficazes na redução dessas emissões, quando as mesmas são consideradas durante todo o ciclo de vida do combustível, desde a obtenção de matérias-primas para a sua produção até a sua utilização final nos motores das locomotivas. Logo, esta dissertação propõe um método para calcular e a avaliar as emissões de poluentes atmosféricos e GEE durante o ciclo de vida dos combustíveis utilizados por locomotivas, utilizando como referência a norma internacional ISO 14040. Este método foi baseado em uma abordagem Well-to-Wheel, usualmente aplicada para a avaliar o ciclo de vida dos combustíveis utilizados pelos veículos de transporte. Para validar o método, este foi aplicado à Estrada de Ferro Vitória a Minas. Foram testados cinco cenários utilizando os combustíveis B5, B25 e GNL. Os resultados encontrados mostraram que o uso de GNL associado ao B25 pelas locomotivas, trariam reduções nas emissões de 33% de CO2, 19% de CO, 59% de NOx e 83% de MP em relação ao uso de B5. O método também mostrou a importância de se avaliar as emissões durante todo o ciclo de vida dos combustíveis e não somente durante sua utilização final, podendo servir de ferramenta de apoio à tomada de decisão de empresas e agências regulamentadoras de ferrovias. Palavras-chaves: Locomotivas. Poluentes Atmosféricos. Gases de Efeito Estufa. Avaliação de Ciclo de Vida. Well-to-Wheel. Diesel. Gás Natural Liquefeito. Biodiesel.

Orientador: Auteliano Antunes dos Santos Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-23T01:53:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_ValdecirJosedos_M.pdf: 11167855 bytes, checksum: 4602f2d43f51266597072a259e482e7f (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O resumo poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The abstract is available with the full electronic document / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Carlos Rodrigues de Souza / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-18T10:55:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GoncalvesJunior_Luiz_M.pdf: 4047652 bytes, checksum: 329673d0ab11a242f05e2948a4de3ff9 (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: O uso de tração elétrica alimentada com corrente alternada, cujo controle é feito através de tiristores, está bastante difundido em muitos países. Embora tais componentes de controle propiciem um desempenho melhor à tração, eles também introduzem distúrbios nada desprezíveis, não só no próprio sistema de alimentação de tração como também no sistema de corrente alternada ao qual está conectado. Este trabalho tem por objetivo desenvolver um procedimento capaz de analisar a corrente absorvida por uma locomotiva típica de um sistema de tração elétrica de corrente alternada. O sistema escolhido é aquele cujas locomotivas são alimentadas com alta tensão monofásica de freqüência industrial, através de pantógrafos. Essas locomotivas estão equipadas com um transformador abaixador fixo (isto é, não existe mudança de "tap") que alimenta um conversor CA/CC constituído de pontes retificadoras semicontroladas a tiristores. Os motores de tração ligados a esse conversor são de corrente contínua e excitados separadamente Os resultados obtidos através da aplicação desse procedimento serão utilizados como subsídios para controle de sobre tensões na linha de alimentação, a avaliação e um problema que pode vir a ocorrer nesse tipo de acionamento elétrico / Abstract: AC thyristor controlled electric traction became very usual around the world. Thyristors provide good control performance but they always cause problems to the traction electric system. Overvoltages may arise in the contact line feeding the locomotive and also harmonics generated in the thyristors may affected the grid to which the whole system is connected. The aim of this work is to obtain a procedure to be used in the analysis of the current drawn by the locomotive from the contact wire. In the system selected to be investigated the locomotive is fed from industrial frequency AC high voltage mains and a step-down transformer is used to adequate the voltage to be applied to the motors. The separately-excited are fed from a set of cascaded rectifier bridges. Since a procedure can be developed to analyse the locomotive current, overvoltages in the contact wire can be predicted and controlled by means of filters / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

O trabalho tem como objetivo caracterizar os materiais de rodas ferroviárias em temperatura ambiente, analisar seu comportamento na temperatura crítica de trabalho e estudar os defeitos oriundos do aquecimento. Foram utilizados três aços dos mais empregados atualmente na categoria de carga do modal ferroviário mundial: dois conforme a norma ferroviária americana AAR M-107 (Classe C e Classe C microligado) e um que atende à norma europeia BS EN 13262 (Grau ER7). A caracterização dos materiais deu-se por meio de ensaios destrutivos de tensão residual, tração, impacto, dureza e tenacidade à fratura. Com objetivo de elaborar a análise estrutural foram empregadas técnicas de microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV-EDS/EDX) e difração de raios X (DRX). Para determinar a temperatura crítica de trabalho, foram utilizados relatórios de ferrovias nacionais e simulação de frenagem por elementos finitos. A análise na temperatura crítica é realizada por ensaios de tração nas temperaturas de 300C, 400C, 500C. A redução da resistência mecânica é aplicada direta ou indiretamente nos defeitos de: desgaste côncavo (hollow wear), escamação (shelling), lascamento (spalling), destacamento de material (shattered rim), chato (slid flat), fenda vertical (vertical split) e trincas térmicas (thermal cracks).

[pt] A matriz brasileira de transporte retrata a dominância rodoviária sobre os demais modais, na movimentação de cargas no país. O aumento da eficiência operacional e redução de custos é fator que pode elevar a participação e competitividade dos trens nesse contexto. A aplicação de técnicas de otimização no processo de dimensionamento e planejamento operacional da frota de locomotivas possui grande potencial de economia de recursos, principalmente devido aos seus elevados custos de aquisição e manutenção. O presente trabalho apresenta uma metodologia para obtenção de uma solução exata para um horizonte mensal de planejamento, aproveitando se do caráter cíclico da grade de formação dos trens de carga geral, para definir o tamanho ótimo da frota necessário ao seu adequado funcionamento. A metodologia, implementada em linguagem Python e aplicada em um cenário de uma grade conhecida, teve sua frota resultante comparada com o dimensionamento manual realizado em uma concessionária brasileira e foi capaz de indicar a redução de 2 locomotivas no planejamento de frota. Associada a esta redução, a economia de capital estimada seria entre 400 mil reais e 20 milhões de reais, para o cenário conservador de economia dos gastos de manutenção e para o cenário mais otimista evitando a aquisição de novas locomotivas. Além da redução de frota e aumento na competitividade tarifária dos trens de carga geral, a metodologia cria, por meio de critérios científicos, diretrizes objetivas para o processo de dimensionamento e planejamento da frota de locomotivas, em substituição ao processo empírico atualmente aplicado na referida concessionária. / [en] The Brazilian transport matrix presents the road dominance over other modes in the movement of cargo in the country. The increase in operational efficiency and cost reduction is a factor that can increase the participation and competitiveness of trains in this context. The application of optimi zation techniques in the process of dimensioning and operational planning of the locomotive fleet has great potential for saving resources, mainly due to its high acquisition and maintenance costs. This work presents a methodology to obtain an exact soluti on for a monthly planning horizon, taking advantage of the cyclical character of the general freight trains timetables and defining the optimum fleet size necessary for its proper functioning. The methodology, implemented in Python language and applied in a scenario of a defined timetable had its resulting fleet compared with the manual sizing process carried out in a Brazilian dealership and was able to indicate the reduction of 2 locomotives in the fleet planning. Associated with this reduction, the est imated capital savings would be between 400 thousand reais and 20 million reais, for the conservative scenario of savings in maintenance costs and for the more optimistic scenario avoiding the acquisition of new locomotives. In addition to reducing the fleet and increasing the tariff competitiveness of general freight trains, the methodology creates, through scientific criteria, objective guidelines for the process of dimensioning and planning the locomotive fleet, replacing the empirical process currently applied in the aforementioned concessionaire.