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Analyse FE explicite d'un processus de couplage avec Ansys LS-DYNA
Schwab Verkehrstechnik développe et produit des attelages automatiques pour les tramways et les trains.

Simulation d'un processus de couplage de trains

Branche : Construction de véhicules ferroviairesDiscipline: Mécanique des structures

Pendant le fonctionnement et pendant le processus de couplage et de découplage, des forces sont introduites dans l’attelage. Ces forces provoquent différents niveaux de contraintes dans les composants de l’attelage et à leurs interfaces.

Résumé

Tâche

Les charges à l'interface entre la tête d’attelage et le dispositif de traction et de poussée doivent être analysées pour différentes vitesses d'impact au fil du temps.

Solution

Le code explicite LS-DYNA est utilisé pour la simulation. Étant donné que seules certaines parties du mécanisme présentent un intérêt pour l'évaluation, il est possible d'en idéaliser certaines afin de réduire la taille du modèle et le temps de calcul à un niveau décent.

Avantages clients

L'analyse permet de montrer quand l'impact décisif se produit pendant le processus de couplage et où les charges élevées sont localisées.  Cela permet donc de définir les zones critiques pour la conception.

Détails du projet

Tâche

Schwab Verkehrstechnik développe et produit des attelages automatiques pour les tramways et les trains. Les véhicules ferroviaires sont couplés à basse vitesse. Pendant le fonctionnement et pendant les processus de couplage et de découplage, des forces sont introduites dans l’attelage. Ces forces provoquent des contraintes plus ou moins importantes dans les composants de l’attelages et à leurs interfaces. La présente étude se limite au processus de couplage. Les charges à l'interface entre la tête d'attelage et le dispositif de traction et de poussée doivent être analysées pour différentes vitesses d'impact dans le temps afin de pouvoir adapter la conception si nécessaire.


Avantages clients

La simulation montre qu'il n'y a pas de contraintes excessives dans les zones étudiées. En outre, l'analyse montre quand l'impact décisif se produit pendant le processus de couplage et où les charges élevées sont localisées. Cela permet donc de définir les zones critiques pour la conception.


Solution

Le code explicite Ansys LS-DYNA est utilisé pour la simulation. Étant donné que seules certaines parties du mécanisme présentent un intérêt pour l'évaluation, il est possible d’en idéaliser certaines afin de réduire la taille du modèle et le temps de calcul à un niveau décent. À cette fin, le mécanisme est divisé en corps et masses rigides et flexibles, en modélisant certaines pièces par des ressorts et amortisseurs équivalents. Le frottement de contact entre les deux têtes d’attelage est également pris en compte. Le processus de couplage est simulé de façon transitoire avec une vitesse initiale de 5 et 10 km/h. Le processus dure environ 0,1 s et consiste en un impact sur la plaque de glissement, une phase de glissement, la butée à la mâchoire et le retour élastique dû au centrage. Les forces maximales calculées ont pu être comparées et vérifiées à l'aide de mesures.


Directeur de la communication

Produits du projet