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This paper focuses on the bogie-carbody nonlinear dynamic interaction of a Shinkansen high-speed rail vehicle. The Euler-Bernoulli beam model is used to simulate vertical elastic vibrations of the carbody. As a novelty, the traction rod that connects the bogie frame and the carbody is considered a nonlinear element. The equivalent linearization method is used to analyze the nonlinear vehicle system in the frequency domain. The analytical spectrum solution was compared with the measured data from the running test and the numerical solution in the time domain. When the dynamic interaction due to the carbody’s flexibility is considered as nonlinear rather than linear, the maximum amplitude of the bounce acceleration relevant to the first bending mode increases by 38.2 percent at a travel speed of 300 km/h. Ride comfort improvement can be achieved with the inclusion of the nonlinear interaction. It is also feasible to manipulate the vehicle’s ride comfort by altering its bogie-base The authors gratefully acknowledge precious remarks and valuable propositions from Professor Takahiro Tomioka during this research. The third author would also like to acknowledge the funds provided by the NVTRail project (Noise and Vibrations induced by railway traffic in tunnels: an integrated approach), funded by FEDER funds through COMPETE2020 and by national funds (PIDDAC) through FCT/MCTES, with grant reference POCI-01-0145-FEDER-029577; and by the VIBWAY project (Fast computational tool for railwayinduced vibrations and re-radiated noise assessment), with reference RTI2018-096819-B-I00, supported by the Ministerio de Ciencia e Innovación, Retos de Investigación 2018

En aquest projecte es presenta l’estudi i millora sobre el sistema de vibració del laboratori de CIRCUTOR SA. Es cerca possibles solucions per garantir el compliment de la norma UNE-EN-60068-2-6 que fa referencia als assajos de vibració del tipus sinusoïdals. S’expliquen tots els components que conformen el sistema de vibració i també totes les seves característiques tècniques. Es realitza un estudi de cadascun d’ells i es valora l’afectació d’un sobre l’altre segons la seva connexió. El software utilitzat per generar les condicions d’assaig és el DDS-3X25 USB. Finalment, es plantejant diferents opcions amb els recursos que es tenen a l’abast i es duen a terme les modificacions sobre els valors tècnics aplicats a l’assaig. S’han realitzat diferents assajos i es mostren els resultats després de les millores amb taules i gràfiques validant l’objectiu que no és més que el compliment de la norma

The uncertainty assessment of ground-borne noise and vibration predictions is important to reduce risks when decisions are made based on simulation results. In addition, it provides robustness to the prediction framework that could potentially be used for virtual validation of proposals to reduce noise and vibration induced by railway infrastructures. In this work, a general methodology for prediction uncertainty assessment based on the guide to the expression of uncertainty in measurements is applied to a numerical model dedicated to predict the vibration induced by train traffic in tunnels with slab track with isolated blocks. The standard uncertainty of the predicted acceleration on the tunnel wall is obtained by combining the standard uncertainty of the model inputs: sprung and unsprung axle mass, primary suspension and fasteners stiffness and isolated blocks mass and stiffness. The input uncertainty is defined according to the guidance given in international standards, published work or by experience judgement. The sensitivity factors are obtained as the slope of the function that fits the results obtained by running the simulations for a given range of the input quantities. The proposed methodology provides the uncertainty of the result and the contribution of each input to that uncertainty

This study is focused on the effects of bending and torsional flexural modes of the car body on the ride quality index of a high-speed train vehicle. The Euler–Bernoulli beam model is used to extract an analytical model for a high-speed train vehicle car body in order to investigate its bending and torsional flexural vibrations. The rigid model includes a car body, two bogie frames, and four wheelsets such that, each mass has three degrees of freedom including vertical displacement, pitch motion, and roll motion. The results obtained with the proposed analytical model are compared with experimental measurements of the car body response of a Shinkansen high-speed train. Moreover, it is determined that the bending and torsional flexural modes have significant effects on the vertical acceleration of the car body, particularly in the 9–15 Hz frequency range. Furthermore, the ride quality index is calculated according to the EN 12299 standard and it is shown that the faster the train the more affected is the ride quality by the flexural modes. In addition, the effect of coherence between two rail irregularities (the right and the left rails) on the results of the simulation is investigated. The results conclude that if the irregularities are completely correlated the torsional flexural mode of the car body does not appear in the response. Also, the first bending flexural mode in such cases is more excited compared with the partially correlated or uncorrelated rail irregularities. Therefore, the ride quality index in completely correlated cases is higher than other cases.

Aquest projecte neix amb l’objectiu de calcular el comportament enfront vibracions mecàniques d’un sistema de dues peces (Túnels) amb unions telescòpiques. Per això es divideix el treball en tres seccions principals. En primer lloc es busca un model matemàtic que pugui aproximar les freqüències pròpies dels elements participants, per això s’empren principalment conceptes de la teoria del contacte no lineal de hertz, de la teoria de vibracions en medis continus i tots els coneixements obtinguts a l’assignatura de vibracions mecàniques impartida a l’ETSEIB. A continuació s’estudia quines càrregues aplicar i com. Es decideix aplicar per un banda un esforç equivalent a un grup de persones desplaçant-se sobre el túnel, per això s’empra com a base l’Eurocodi. Per l’altre banda, s’aplica una càrrega alternativa de vent combinant els principis exposats per la professora A.H. Techet i la informació present a l’Eurocodi. En tercer lloc es procedeix a realitzar la simulació amb elements finits dels elements d’estudi. Per això es realitzen 3 models, els dos primers simulant els túnels per separat amb l’objectiu de validar el model matemàtic i el tercer com una única entitat, on s’apliquen les càrregues trobades i s’estudia el comportament. A les dues primeres simulacions s’apliquen molles als rodets d’unió per simular el contacte amb l’altre túnel i es fixen amb les restriccions adients els altres extrems. Aquests dos càlculs permeten veure que si bé el model aproxima de manera més o menys correcte aquest depèn massa del factor FT (definit en el cos del treball) i per tant deixa patent que cal trobar-lo experimentalment. A la tercera simulació es suposen els dos túnels units pel contacte guia-rodet i per tant que es comporta com un únic cos de propietats variables. Aquesta darrera simulació mostra que el sistema es comporta correctament quan les persones caminen properes a la freqüència de ressonància complint amb els criteris de confort establerts. Per contra, quan s’apliquen càrregues elevades de vent alternatiu el sistema no es pot considerar segur i cal no utilitzar-lo. Cal concloure per tant que el model matemàtic no es fiable degut a que necessita d’experimentació per ser validat i que per tant no s’han de prendre els valors obtinguts per aquest com a referència per estudiar sistemes d’aquest tipus. En canvi les simulacions proposades en elements finits si permeten obtenir conclusions de major fiabilitat.

Ce projet traite d'un banc d'essai d'équilibrage d'un disque d'inertie à échelle réduite. Il fut débuté par des étudiantes le semestre dernier (Laura Pérez et Sandra Terradelles) et il va continuer les semestres prochains avec des autres étudiants. L'équilibrage d'un disque d'inertie a pour but la correction ou l'élimination des forces ou moments d'inertie indésirables dans le fonctionnement des axes. Ces forces peuvent occasionner vibrations qui peuvent produire, dans quelques cas, très dangereuses amplitudes. D'ailleurs, bien que cela ne se produise pas, les vibrations augmentent les efforts dans les composants et soumettent la structure à forces variables en pouvant provoquer une défaillance prématurée par fatigue. [1] Pour réaliser l'équilibrage du disque d'inertie on a utilisé deux accéléromètres et un capteur de proximité. Les accéléromètres sont deux capteurs qui mesurent les vibrations dues au fait que le disque n'est pas équilibré. Pendant que le capteur de proximité est nécessaire pour savoir la position de la masse qui provoque le déséquilibrage. Dans ce travail, on a développé l'asservissement en vitesse du moteur avec le PWM et tous les systèmes électroniques de mesure des vibrations et de la position du disque. On a dessiné aussi une protection mécanique en utilisant une plastique transparent et un circuit d’arrêt d’émergence pour augmenter la sécurité. On a réalisé l’acquisition de donnés avec différents logiciels et on a développé l'étude théorique de l'équilibrage du disque d'inertie. Outgoing

Dans le monde de la mécanique est indispensable que tous les solides qui sont en rotation soient équilibres. Un mobile bien équilibré permet un meilleur rendement et une performance optimale parce que le déséquilibrage provoque des vibrations. La finalité de ce projet est réaliser l'équilibrage dynamique d'un disque d'inertie, pour ça, un banc d'essai à échelle réduite doit être réalisé. Ce banc permettra de tester et roder un disque d'inertie et le régler en phase d'utilisation. Ce projet a débuté avec nous et il continuera les prochains semestres avec des autres étudiants. Ils continueront avec un banc d'essai plus grand et avec plus de puissance qui ressemble plus à la réalité de l'étude qu'on veut faire. Est pour ça que dans ce rapport on explique tous les problèmes surgis et les procédés suivis pour trouver la meilleure solution. La première étape a consisté à faire l'alimentation du moteur et l'asservissement en vitesse. La seconde étape est réaliser l'acquisition et le traitement du signal pour corriger les défauts. Finalement, la dernière étape est tester le disque d'inertie avec différents poids de 0,5, 1 et 2 N et voir s'il est bien équilibré ou non. Outgoing

Outgoing

El proyecto “Estudio comparativo del comportamiento vibratorio de un conjunto de turbinas eólicas” pretende, en las hojas que siguen, determinar patrones de respuesta vibratoria en diferentes posiciones de la cadena de transmisión de potencia. El interés de dicho estudio reside en la mejora de los sistemas de mantenimiento predictivo basados en vibraciones. De esta forma se podrá aumentar la fiabilidad y eficiencia de estas máquinas generadoras de energía eléctrica a partir de las corrientes de aire. Para ello, se ha dispuesto de una serie de mediciones vibratorias tomadas durante un período aproximado de 6 meses en cuatro turbinas de un parque eólico. Estas turbinas han sido seleccionadas por ser del mismo diseño, tener el mismo tamaño y también los mismos componentes. Al mismo tiempo también se ha dispuesto de registros de las condiciones meteorológicas y en concreto de las velocidades de las corrientes de viento, así como de las condiciones de operación en términos de potencia generada, velocidad de giro, ángulos de las palas, etc. Toda la información ha sido recopilada y tratada para su posterior análisis comparativo. Los espectros de las vibraciones han permitido identificar las firmas vibratorias características en los diferentes componentes de la cadena cinemática de transmisión de potencia desde el rotor hasta el generador pasando por la multiplicadora. Y finalmente, las amplitudes de las frecuencias más relevantes han sido correlacionadas con la velocidad del viento y de esta forma se ha confirmado la interdependencia entre ambos parámetros.

El proyecto “Optimización de herramientas de monitorización para el mantenimiento predictivo de maquinaria lenta y de velocidad variable” pretende, en las hojas que siguen, encontrar una solución factible a la problemática asociada a máquinas con las características descritas en el título del mismo. Para alcanzar dicha solución, en primer lugar se describirán los diferentes tipos de mantenimiento que existen hoy en día. Se tratará con especial énfasis la descripción del mantenimiento predictivo, en particular el análisis de vibraciones, base de este estudio. Seguidamente se caracterizarán los problemas que llevan asociadas las máquinas de estudio en el análisis vibratorio y se caracterizará su comportamiento dinámico. Este análisis, pertenece a la etapa de monitorización, una de las más importantes de este mantenimiento, ya que a través de este se consiguen establecer unos niveles de alarma y paro que indican el estado de funcionamiento de los equipos. También se introducirá el entorno VBA así como de la implementación de diferentes herramientas para solventar los problemas de mantenimiento en las máquinas antes mencionadas. Se consigue establecer unos métodos para el tratamiento de los datos en ambas máquinas, previos a establecer los niveles de alarma y paro, que mitigan la problemática asociada a los parámetros de funcionamiento de estas. Una vez aplicadas las técnicas de monitorización desarrolladas en este estudio se preverá los estados anómalos que presentan, aumentando la efectividad para con estas máquinas en la monitorización Posteriormente se analizarán, a partir de un tratamiento estadístico, los niveles vibratorios en función de sus condiciones de funcionamiento, con el objetivo de determinar de qué manera interaccionan entre ellos. Con este estudio se justificarán, por tanto, los métodos de optimización desarrollados, que tratan de disminuir la variabilidad que estos parámetros aportan a las mediciones.

En aquest projecte es pretén dissenyar una eina de mesura de vibracions utilitzant un acceleròmetre digital per aconseguir un sistema robust, barat, intuïtiu i eficaç. Verificar el funcionament de l'eina i utilitzar-la per solucionar un cas real amb problemes de vibracions mecàniques.

Este proyecto está encarado a realizar un catalogo de las distintas señales de vibraciones que emiten los elementos rodantes de un motor o de cualquier máquina con elementos rotatorios la cual pueda emitir señales de vibración, todo ello para tratar de crear estudiar la posibilidad de poder implantar un mantenimiento predictivo en cualquier empresa. En la actualidad la mayoría de las industrias tienen implantado en sus plantas un sistema de mantenimiento preventivo, el cual después de tener todas las indicaciones de las características de máquinas y por las experiencias en los distintos tipos de máquinas o elementos, implantan un sistema preventivo, esto implica la intervención de mantenimiento en máquina cada ciertos periodos de tiempo para los distintos tipos de máquinas o elementos que existen en una empresa, con lo cual los elementos son lubricados, los tornillos reapretados, que todos los sensores emitan y reciban correctamente, etc… En este proyecto se muestra un ejemplo de las posibles formas de onda que dan los rodamientos dependiendo de lo que están arrastrando o del modo que está trabajando, este banco de pruebas está preparado para poder reproducir los fallos más usuales que se pueden dar en un motor y las causas que lo provocan, por lo tanto se han realizado pruebas simulando los distintos tipos arrastres externos que se acostumbran a utilizar y los diferentes tipos de deformaciones que se pueden dar en la vida real en un motor eléctrico. Para todo ello se ha empleado el banco de pruebas Vibdemo con los distintos elementos para poder ir estudiando los distintos fallos, también se ha utilizado un par de acelerómetros piezométricos para captar las vibraciones que emiten los rodamientos de los ejes que hay en el Banco de pruebas, un amplificador para aumentar la señal captada por los acelerómetros y por último un analizador de señales de la firma Tektronik. Con todos los elementos anteriores se han obtenido las diferentes gráficas que se han adjuntado en el proyecto, y de ahí se han podido analizar posteriormente para determinar una conclusión final, en estas señales se pueden apreciar las distintas formas de señal que se pueden ver para las diferentes pruebas. En el proyecto se hace una explicación teórica de el análisis de vibraciones y el porque de hacerse, con lo cual se ha introducido una explicación de los diferentes tipos de mantenimientos que existen, para poder explicar mejor que es el mantenimiento predictivo y el porque de este proyecto. Se ha realizado un apartado específico para tratar el tema de los acelerómetros ya que sin ellos no existiría ningún tipo de señal, estos pueden ser mejores o peores dependiendo de su calidad de fabricación del tipo de acelerómetro que se precise y del tipo de señal que se analice. Se realiza un estudio económico, en el cual se indica un abanico de precios de aparatos de medición que existe en el mercado y de ahí se puede realizar un consejo a empresas las cuales no se han planteado la compra y la formación de personal para poder crear el mantenimiento predictivo de las máquinas. La realización del proyecto se ha realizado en cinco fases. La primera fase lectura de las instrucciones del Vibdemo proporcionada por el profesor responsable del proyecto e información de las averías más comunes de rodamientos y el porque son provocadas. La segunda fase la de simular las diferentes pruebas que se determinan y posibles para realizar. La tercera fase la de obtención de las señales de analizador de espectros y transformarlas a formatos de dibujos compatibles para PC, estas a su vez fueron repasadas debido a las baja calidad con las que se obtienen. La cuarta fase, recopilación de información teórica del proyecto para poder redactarla memoria y la quinta ordenar toda la información y formatearla para su puesta a punto de impresión y entrega de este. Por último he de agradecer la realización de este proyecto y toda la carrera a mi mujer y familia, por el gran esfuerzo y paciencia que han tenido que hacer para que pudiera realizar el proyecto con las mejores condiciones que se ha podido.