Article 4: Enhancing Information Interaction As a Means for

Las siguientes consideraciones se tomaron en cuenta: Carga dinámica por rueda

P

_din

300kN,

distancia entre durmientes 0.6m y las propiedades mostradas en la tabla 6. Las consideraciones con respecto a los tipos de cala son: Cala Normal 25 mm +/- 2 mm hasta 27 mm (Standard Gap Weld - SGW, ver Figura 4.11), y Cala Ancha 68 mm +/- 3mm hasta 71 mm (Wide Gap Weld - WGW, ver Figura 4.12) [78, 79]

65

Figura 4.12. Soldadura aluminotérmica en riel UIC-60 de cala ancha (WGW).

Como se mencionó en el capítulo 3, en programas de mantenimiento se realiza un esmerilado preventivo causando desgaste artificial, para eliminar los defectos ocasionados por el FCR, esto involucra pequeñas remociones de material en intervalos frecuentes.

En este trabajo se considera un esmerilado preventivo (grinding) con remoción de material en intervalos de: 0.5 mm en Nivel 1 y 1.5 mm en Nivel 2 en el área de contacto sobre el riel. Aparte se considera un defecto común en la soldadura aluminotérmica, denominado cavitación-Shinkage, este es un daño que se presenta en el alma del riel, debido a la expansión térmica y transformación de fase. Este daño fue modelado como un triángulo en la parte inferior del alma con una dimensión de 10 mm x 10 mm como se muestra en la Figura 4.13. Esta modelación fue tomada en consideración de trabajos previos. [80].

Figure 4.13. Modelación del defecto llamado cavitación-Shrinkage defecto en un riel UIC-60. El modelo del riel UIC-60 fue utilizado para determinar los esfuerzos a flexión debido a la fuerza dinámica, teniendo en cuenta sus condiciones real que fue validada en el capítulo 3, y la carga dinámica determinada anteriormente. En la Figura 4.14 y 4.15 se muestran el esfuerzo de Von Misses para un riel con soldadura sin desgaste (CWR-ND) y con Shinkage (CWR-Shinkage) con esmerilado (grinding) para los 2 tipos de cala) SGW y WGW), respectivamente.

66

Figure 4.14. Cala SGW resultados MEF: a) CWR sin daño, b) CWR con esmerilado- Shinkage nivel 2.

Figure 4.15. Cala WGW resultados MEF: a) CWR sin daño, b) CWR con esmerilado- Shinkage nivel 2.

En las Figuras 4.16 y 4.17, muestra el esfuerzo de Von Misses para una soldadura aluminotérmica en el área de contacto a) y el riel b), éste fue sujeto a la carga dinámica mencionada anteriormente para los 2 tipos de cala SGW y WGW, respectivamente. También fue simulado dos niveles de esmerilado (grinding) (GL1 y GL2) y con daño por Shinkage y la combinación de estos, para un máximo nivel de cala.

(a) (b)

(a)

(b)

67

Figure 4.16. CWR UIC-60 en Cala SWG: a) esfuerzo en el área de contacto, b) distribución de esfuerzos en un riel con soldadura aluminotérmica con combinación de esmerilado- Shinkage.

Figure 4.17. CWR UIC-60 en Cala WGW: a) esfuerzo en el área de contacto, b) distribución de esfuerzos en un riel con soldadura aluminotérmica con combinación de esmerilado- Shinkage.

(b) (a)

68

El porcentaje de esfuerzos entre CWR-ND y cavitación -GL2 para un cala normal (SGW) son: cabeza (head) (35%), alma (web) (59%), patín (foot) (39%) y área de contacto (27%). Para cala ancha (WGW) son: cabeza (head) (49%), alma (web) (121%), patín (foot) (84%) y área de contacto (48%). En la Figura 4.18.muestra la deformación máxima provocada por la carga dinámica en el riel para ambas calas de soldadura.

Figure 4.18. Deformación de CWR para SGW y WGW con condición, a) esmerilado, b) esmerilado-

Shinkage.

(a)

69 Conclusiones

Se determinaron las tendencias de las frecuencias naturales en secciones de riel, que permiten determinar fisuras y su posible localización, así como desgaste natural/artificial.

La comparación de resultados numéricos y experimentales válido el modelo MEF propuesto, en el dicho modelo se desarrollaron simulaciones con diferentes daños que ayudaron a entender de la mejor forma el comportamiento del sistema.

El proceso propuesto presenta ventajas en relación a otras utilizadas actualmente, tales como, detección de más de un daño en la misma prueba, y además que el equipo puede ser utilizado para otros tipos de pruebas.

Tal proceso puede ser incorporada en programas de mantenimiento (Condition Based Monitoring, CBM), si la esta es aplicada en seguimiento continuo, por lo tanto una base de datos mediana y larga es necesaria.

Trabajos futuros

Se propone implementar el proceso en un programa de mantenimiento real de una línea ferroviaria. Caracterizar más daños y defectos, así como establecer sus tendencias y conjunciones entre ellos. Realizar post-análisis e interpretación de los datos adquiridos que refuercen y ayuden a determinar otro tipo de daños en estructuras.

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73 ANEXO A

74

75

Hoja de especificaciones para el módulo de adquisición de datos NI 9234.

76 ANEXO B

Para la adquisición de datos se realizó un programa de adquisición y visualización con la capacidad de exportar los resultados en formato de texto (archivos .txt) y se implementó en el programa LabView.

La figura D muestra la estructura a bloques del programa, primero se realiza la etapa de adquisición y posteriormente la de visualización.

Figura D. Diagrama de bloques del programa de adquisición.

El siguiente paso consiste en indicar las características de los transductores utilizados como lo son: sensibilidad, canal al que se encuentra conectado y tipo de señal a medir (Figura E). En este caso, se adquirieron dos señales de respuesta de aceleración y una señal de fuerza proveniente de la fuerza de impacto. Las especificaciones de los sensores se realizaron en el capítulo 3.

77

Finalmente, los resultados son presentados visualmente por medio de tres gráficas: la primera contiene la coherencia (señal verde), la segunda la respuesta en frecuencia (señal azul) y la última el ángulo de fase (señal rosa) (Figura F).

Figura F Resultados representados visualmente.

Para la visualización y la graficas utilizadas en este trabajo se realizó un sub-programa para filtrado y visualización en el programa Matlab.

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In document Coordinative practices and information interaction performance in distributed work (Page 80-86)