Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Especialização em Vias de comunicação). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-10-25T10:30:34Z No. of bitstreams: 1 2013_MarioPedroRodriguezVasquez.pdf: 2466675 bytes, checksum: 07acc4492fae8e56f947c7c328d83fe1 (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2014-01-03T13:17:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_MarioPedroRodriguezVasquez.pdf: 2466675 bytes, checksum: 07acc4492fae8e56f947c7c328d83fe1 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-01-03T13:17:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_MarioPedroRodriguezVasquez.pdf: 2466675 bytes, checksum: 07acc4492fae8e56f947c7c328d83fe1 (MD5) / Nos últimos anos o problema da interação veículo-estrutura vem, cada vez mais, ganhando destaque. Neste contexto, o desenvolvimento de metodologias para a análise dinâmica de pontes sob a ação de tráfego ferroviário de cargas assume especial interesse. Neste trabalho é apresentada uma técnica computacional baseada em elementos finitos para simular frenagem em vias e pontes ferroviárias. Nesta técnica, os veículos são representados por modelos simples de massas, molas e amortecedores e a ponte é representada por elementos de viga. O contato entre os veículos e a ponte é representado através de um elemento de interface composto por um conjunto de molas e amortecedores dispostos nas direções vertical e horizontal. As molas verticais visam manter o contanto entre as rodas dos veículos e a ponte, além de transmitir forças verticais. As molas horizontais visam simular a transmissão de forças de aderência dinâmica no processo de frenagem. O modelo do sistema de freio possui duas abordagens: a primeira considera a transmissão da força de frenagem constante durante todo o tempo de análise; a segunda considera a força de frenagem variando com o tempo de acordo à curva representativa de pressão no cilindro do freio. O valor da força de frenagem máxima do sistema está em função do coeficiente de aderência (roda-trilho) e do peso da roda, dependendo de cada modelo. Finalmente, veículo, ponte e interface constituem um único sistema dinâmico que pode ser integrado no tempo utilizando o método de Newmark. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In recent years the problem of vehicle-structure interaction comes increasingly gaining attention. In this context, the development of methodologies for the dynamic analysis of bridges under the action of railway traffic loads is of particular interest. This paper presents a computational technique based on finite elements to simulate braking on roads and railway bridges. In this technique, the vehicles are represented by simple models of masses, springs, and dampers; and the bridge is represented by elements of beam. The contact between the vehicle and the bridge is represented by an interface element that comprises a set of springs and dampers arranged in vertical and horizontal directions. The vertical springs aim to keep the contact between the vehicle wheels and the bridge, in addition to transmit vertical forces. The horizontal springs intend to simulate the transmission of dynamic forces of adhesion in the braking process. The model of the brake system has two approaches: the first considers the transmission of braking force constant throughout the analysis time, and the second considers that the braking force varies over time according to the curve that represents the pressure in the brake cylinder. The value of the maximum braking force of the system is a function of the adhesion coefficient (railwheel) and the wheel weight, depending on each model. Finally, vehicle, bridge, and interface form a single dynamic system which can be integrated over time using the Newmark method.

Tese de mestrado. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 1998

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2012. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-04-15T11:13:01Z No. of bitstreams: 1 2012_DyorggeAlvesSilva.pdf: 7185904 bytes, checksum: 13e940e1d67299a02dd705670abb720b (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-04-17T13:27:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_DyorggeAlvesSilva.pdf: 7185904 bytes, checksum: 13e940e1d67299a02dd705670abb720b (MD5) / Made available in DSpace on 2013-04-17T13:27:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_DyorggeAlvesSilva.pdf: 7185904 bytes, checksum: 13e940e1d67299a02dd705670abb720b (MD5) / O problema da interação veículo estrutura vem cada vez mais ganhando destaque, principalmente com os fortes investimentos que este sistema modal vem experimentando. Assim sendo, estudos com o intuito de desenvolver ferramentas computacionais, que sejam capazes de representar o comportamento destas estruturas, considerando os efeitos dinâmicos provocados pelo tráfego de trens de carga sobre pontes, vem recebendo grande importância para análise e compreensão deste fenômeno. Neste trabalho, uma breve revisão de pesquisas anteriores sobre a interação dinâmica da ponte e veículos em movimento é apresentada. Modelos de veículos com complexidades crescentes, incluindo a carga em movimento, modelos de massas suspensas simplificadas e o modelo de veículo mais sofisticados representado por um conjunto de massas suspensas são considerados, assim como os efeitos de suspensão e de dissipação de energia. A ponte adotada para o estudo de vibrações induzidas pela a passagem das cargas é representa por uma viga simplesmente apoiada modelada por elementos finitos de pórtico plano. Para resolver o problema da interação veículo-estrutura um elemento de interface é apresentado para modelar o acoplamento e se mostra muito adequado para aplicações em pontes ferroviárias. O método da integração direta ao longo do tempo é empregado na solução das equações diferenciais de segunda ordem, resultantes das equações de movimento, que incluem o problema da interação veículoestrutura. A versatilidade e aplicabilidade do processo proposto são validadas através de exemplos comparativos, numéricos e analíticos, apresentando bons resultados. Conclui-se que o programa computacional desenvolvido neste trabalho apresenta ser uma boa ferramenta nos estudos relacionados às respostas do sistema veículo-estrutura, considerando a interação e os efeitos inerciais da massa suspensa. Por fim, são apresentadas sugestões de pontos importantes a serem discutidos no futuro. _______________________________________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The problem of interaction vehicle structure is increasingly gaining attention, since there is a strong investment in this railroad transportation. Thus, the developing of computational tools that aim to simulate the dynamic interaction between freight trains and bridges is gaining more importance. This thesis begins with a brief review of previous research on the dynamic interaction. Vehicle models with increasing complexities, moving loads and compositions are considered, as well as the effect of suspension and power dissipation. Later, a new approach for the interaction modelling is presented. Bridges are simulated as simple supported beams using finite elements. Several models for vehicles are also formulated. The interaction was modeled by means of an interaction element that showed to be suitable for the analysis of railroad bridges. For the integration of the motion equation, the Newmark integration algorithm was used. The versatility and applicability of the proposed procedure is validated through comparative examples, numerical and analytical, with excellent results. It is concluded that the presented approach represents an alternative and easy way to simulate and study the response of a vehicle-structure interaction system. Finally, suggestions about future improvements are discussed.

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

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (especialização em Vias de Comunicação). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de mestrado integrado. Engenharia Informátca e Computação. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Submitted by Giada Bettazzi (giada_firenze@hotmail.com) on 2014-02-06T13:25:03Z No. of bitstreams: 2 BETTAZZI, G. C..pdf: 5356695 bytes, checksum: 21e0d148518fe89599a115aa70a5f0d4 (MD5) BETTAZZI, G. C - Artigo.pdf: 484645 bytes, checksum: 13d3fea40320c44a0963c05455252438 (MD5) / Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2014-02-10T11:52:39Z (GMT) No. of bitstreams: 2 BETTAZZI, G. C..pdf: 5356695 bytes, checksum: 21e0d148518fe89599a115aa70a5f0d4 (MD5) BETTAZZI, G. C - Artigo.pdf: 484645 bytes, checksum: 13d3fea40320c44a0963c05455252438 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-02-10T11:52:39Z (GMT). No. of bitstreams: 2 BETTAZZI, G. C..pdf: 5356695 bytes, checksum: 21e0d148518fe89599a115aa70a5f0d4 (MD5) BETTAZZI, G. C - Artigo.pdf: 484645 bytes, checksum: 13d3fea40320c44a0963c05455252438 (MD5) / CAPES / Neste trabalho foi analisado o comportamento mecânico da ponte rodoferroviária sobre o rio Tocantins na cidade de Marabá, no Pará, com o cálculo do esforço de frenagem através do Método dos Elementos Finitos e com o monitoramento com extensometria das deformações obtidas durante sua operação. Para representar as situações que ocorrem em sua operação, foram feitos testes com passagem e frenagem de trem. Nesses testes, as velocidades e os pesos dos trens variaram para que se pudesse verificar a distribuição das tensões em diferentes situações de operação. Para essa análise, foram utilizados conhecimentos relacionados ao Método dos Elementos Finitos que foi usado para representar a estrutura e seu comportamento quando submetida a carregamentos conhecidos, à distribuição de tensões ao longo da ponte durante sua operação e de conhecimentos relacionados à extensometria, além de dados fornecidos pela empresa responsável pelo monitoramento. São apresentados os resultados do monitoramento da seção transversal da base do pilar P15 da ponte. Com base nos dados obtidos, foi verificado que as deformações ocorridas durante os testes não estão de acordo com o calculado pelo método numérico e aquele prescrito na norma NBR 7187(2003). Foi feita a comparação entre o comportamento real da estrutura como fabricada e montada, registrado experimentalmente através da extensometria, e a previsão numérica e suas hipóteses a partir do projeto idealizado. A partir dessa comparação, verificou-se que o valor da força longitudinal devida à frenagem recomendado pela norma citada não parece adequado. / This paper analyzed the mechanical behavior of the railway bridge on the Tocantins river in Marabá city, Pará, with the braking calculation by the Finite Element Method and by monitoring with extensometry of the strains measured during its operation. To represent the situations that occur in its operation tests were made with train passage and braking. In these tests, speeds and weights varied to verify the stress distribution in different operating situations. For this analyzis, knowledges related to the Finite Element Method theory and the structure behavior when submitted to known loads, to stress distribution across the bridge during its operation and of knowledges related to extensometry, besides the data provided by the company responsible for monitoring were used. The monitoring results of the cross section of the column base P15 of the bridge are presented. Based on the obtained data, the check that the deformations occurring during the tests are not in accordance with the calculated number by the method and that prescribed in NBR 7187(2003) was made. The comparison between the actual behavior of the structure as manufactured and assembled, recorded experimentally through extensometry and the numerical forecast and its assumptions from the project conceived was done. From this comparison, it verified that the value of longitudinal force due to braking recommended by the cited standard doesn’t seem appropriate.