RICERCA ITALIANA     

Sistemi ferroviari avanzati per il trasporto merci. Capacità, affidabilità, tecnologie, analisi teoriche e sperimentazione.

Università degli Studi di Roma "La Sapienza"

Abstract

Il progetto di ricerca proposto si pone l’obiettivo di sviluppare metodi di progettazione per carrelli ferroviari per il trasporto merci ad alta affidabilità e capacità. L'obiettivo è in linea con i più recenti orientamenti dell'Unione Europea in materia di riordino del sistema di trasporto merci, conducendo principalmente a migliorare la convivenza su linee ferroviarie in comune di treni passeggeri e treni merci attraverso un aumento della velocità di questi ultimi ed in definitiva della capacità delle linee stesse.
Il tema sarà trattato ampiamente dal punto di vista tecnico. Saranno affrontati principalmente il ciclo di vita del carrello (fatica dei componenti e delle superfici di contatto), la dinamica di marcia (dinamica del treno completo, effetti delle irregolarità di binario e della frenatura, architettura dei carrelli, metodi di misura avanzati), la compatibilità con l'ambiente e con l'infrastruttura (emissione di rumore, danneggiamento delle rotaie).
Le quattro Unità di Ricerca coinvolte metteranno insieme le loro esperienze nei vari settori elencati e, con l'utilizzo sia di strumenti teorici che sperimentali, giungeranno alla produzione di una raccolta organica di criteri progettuali assieme a numerosi esempi correlati, utili sia al mondo accademico che a quello dell'industria per poter realizzare nuovi ed avanzati carri merci.

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Giuseppe Romolo CORAZZA Universita' degli Studi di ROMA

Obiettivo del Programma di Ricerca

Il progetto di ricerca proposto si pone l’obiettivo di sviluppare metodi di progettazione per carrelli ferroviari per il trasporto merci ad alta affidabilità e capacità.
I metodi di progettazione riguarderanno numerose aree, nelle quali le Unità di Ricerca (UdR) coinvolte hanno già maturato una significativa esperienza. Le soluzioni ottimali ricercate dalle unità, singole o in cooperazione, avranno per oggetto gli obiettivi parziali nei quali si articola quello principale; essi sono appresso elencati:

1. ciclo di vita del carrello e della via
1a vita a fatica assili e sala nel suo complesso
1b vita a fatica delle fasce di rotolamento
1c vita a fatica del telaio del carrello e di sub-componenti
1d vita a fatica delle rotaie

2. dinamica di marcia
2a sistemi di misura dei parametri di interazione ruota/rotaia
2b architettura dei carrelli
2c profili delle fasce di rotolamento
2d effetti della difettuosità del binario
2e anti-serpeggio innovativi
2f effetti della frenatura sulla dinamica
2g dinamica del convoglio completo

3. emissione di rumore dei carrelli

Si ritiene di precisare che per soluzioni ottimali si intendono quelle che consentono al carrello ed al convoglio di raggiungere il miglior compromesso riguardo a:
§ affidabilità
§ disponibilità
§ manutenibilità
§ sicurezza
§ compatibilità con >>>

Risultati parziali attesi

Al termine della prima fase sono attesi i seguenti risultati:
· saranno disponibili indicazioni sulla scelta dei tipi di acciaio ritenuti più idonei per l'assile e per le ruote, sulla possibilità di giungere alla progettazione dell'assile a "un milione di miglia", sul valore del "design maximum stress" in grado di garantire una lunga durata ai componenti
· saranno disponibili dati utili per le prove a fatica e dinamiche (principalmente, spettri di carico)
· i sistemi di misura delle forze, dello scartamento e dei profili avranno raggiunto un livello tale da poter effettuare prove in linea finalizzate alla produzione di spettri di carico specifici
· il banco statico in piena scala sarà idoneo alla taratura di sale di misura ancora più perfezionate
· il roller rig sarà pronto per la fase 2.8 (campagna di misure)
· saranno disponibili le specifiche progettuali di assili da valutare da parte dell'UdR n. 1 (fase 2.2) e di carrelli merci da valutare con prove di similitudine (UdR n. 3, fase 2.8)La seconda fase metterà a disposizione una serie di metodi ed assiemi di risultati necessari ad affrontare la fase 3, volta a raccoglierli ed a catalogarli in maniera organica.I risultati della fase 3 coincidono con i risultati finali previsti nell'obiettivo del progetto di ricerca.

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

Lo studio della dinamica ferroviaria per la progettazione di carrelli affidabili per elevate capacità di trasporto risulta di notevole interesse per il trasporto merci.
Sono a tutti noti i problemi di carattere ambientale e logistico posti dal trasporto merci, che oggi viene effettuato, per oltre il 90%, su gomma. Da tempo, nell'ambito degli organismi europei, è stata evidenziata la necessità di prevedere programmi che consentano lo sviluppo di metodologie di trasporto alternative a quella su gomma. Anche nel VI Programma Quadro Europeo come già nel V Programma Quadro Europeo è evidenziata la necessità di trasferire una parte considerevole del trasporto merci su gomma alla strada ferrata.
D'altra parte, è altresì noto che il trasporto merci su rotaia è attualmente frenato, nel suo sviluppo, a causa della rigidità del sistema che impone l'utilizzo delle medesime infrastrutture ferroviarie per il trasporto passeggeri e merci.
Le attività ed i settori già affrontati in precedenza e a vario titolo da parte delle Unità di Ricerca partecipanti, che stabiliscono il punto di partenza di questo progetto, sono:
- tecnologia dei materiali interessati
- modello di contatto ruota-rotaia;
- simulazione numerica del comportamento di veicoli ferroviari in scala su roller-rig;
- caratterizzazione e modellazione di elementi strutturali del carrello (modelli parametrici di telai carrello, ammortizzatori antiserpeggio - sistemi di sospensione con >>>