Estudio de la propagación de grietas en ejes ferroviarios

Jaramillo Martínez, David (2021). Estudio de la propagación de grietas en ejes ferroviarios. Thesis (Master thesis), E.T.S.I. Industriales (UPM).

Description

Title: Estudio de la propagación de grietas en ejes ferroviarios
Author/s:
  • Jaramillo Martínez, David
Contributor/s:
  • Landaberea Rodríguez, Aitor
  • Losada Arroyo, Álvaro
  • Romero Olleros, Ignacio
Item Type: Thesis (Master thesis)
Masters title: Ingeniería Mecánica
Date: 5 October 2021
Subjects:
Freetext Keywords: eje ferroviario, tolerancia al daño, diseño tolerante al daño, diseño de vida segura, factor de intensidad de tensiones, propagación de grieta por fatiga, inspección no destructiva, vida a fatiga, intervalo de inspección
Faculty: E.T.S.I. Industriales (UPM)
Department: Ingeniería Mecánica
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

La fatiga es la causante de la mayor parte de las roturas de componentes en servicio de mecanismos de diferentes ámbitos. Las roturas por fatiga son especialmente peligrosas porque no suelen presentar indicios de fallo, sino que este se produce de modo repentino y sin observar deformaciones plásticas del conjunto, a menos que se detecte la presencia de grietas mediante algún sistema de inspección. En el caso del ferrocarril, el eje es uno de los componentes críticos en términos de seguridad. Los ejes ferroviarios son componentes que están sometidos a un gran número de ciclos a lo largo de su vida útil. Cuando un eje se rompe existe una alta probabilidad de descarrilamiento con consecuencias potencialmente desastrosas. Por ello, los ejes ferroviarios se inspeccionan de manera periódica mediante métodos de inspección no destructivos, con el fin de comprobar su integridad estructural y asegurar que se encuentran en las condiciones adecuadas para continuar en servicio. La frecuencia de inspección depende de varios factores: diseño del eje, diseño del vehículo, condiciones de operación, etc. Históricamente, la frecuencia se ha definido a partir de la experiencia del fabricante y mantenedor del vehículo, pero en los últimos años, a medida que los requisitos de seguridad han ido aumentando en cuanto a severidad, se han empezado a aplicar criterios cuantificables basados en el concepto de la tolerancia al daño. El criterio de diseño del eje basado en la tolerancia al daño consiste en asumir la posibilidad de que aparezcan grietas en este y por ello, mediante métodos de inspección no destructivos, debe garantizarse que la aparición de dichas grietas no generará el fallo catastrófico durante el tiempo prescrito por el plan de mantenimiento e inspección. Este trabajo ha sido desarrollado en la empresa CAF (Construcciones y Auxiliar de Ferrocarriles), la cual ha desarrollado una herramienta para aplicar el concepto de tolerancia al daño en ejes ferroviarios. Esta herramienta permite predecir la velocidad de propagación de una grieta en un eje sometido a un espectro de carga, y mediante estos cálculos, definir la vida a fatiga del eje, así como el intervalo de inspección requerido. El principal objetivo del trabajo es estudiar la influencia de diferentes parámetros en la velocidad de propagación de la grieta en un eje ferroviario y, por tanto, analizar de qué manera afecta en la vida a fatiga de este al igual que en el intervalo de inspección. Para poder llevar a cabo esta tarea se ha hecho uso de la herramienta de evaluación de propagación de grietas en ejes ferroviarios denominada DaTA (Damage Tolerance Analysis).

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Item ID: 70446
DC Identifier: https://oa.upm.es/70446/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:70446
Deposited by: David Jaramillo Martínez
Deposited on: 10 May 2022 08:06
Last Modified: 10 May 2022 08:06
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