TUTCRIS - Tampereen teknillinen yliopisto

TUTCRIS

Monikappaledynamiikkaan perustuvien kalustomallien verifiointi

Tutkimustuotos

Yksityiskohdat

AlkuperäiskieliSuomi
KustantajaVäylävirasto
Sivumäärä71
ISBN (elektroninen)978-952-317-753-6
TilaJulkaistu - 2020
OKM-julkaisutyyppiD4 Julkaistu kehittämis- tai tutkimusraportti taikka -selvitys

Julkaisusarja

NimiVäyläviraston julkaisuja
KustantajaVäylävirasto
Numero10/2020
ISSN (elektroninen)2490-0745

Tiivistelmä

Kalustomalleja voidaan hyödyntää sekä radan että kaluston käyttäytymisen ar-
vioinnissa. Mallien tulee kuitenkin riittävällä tarkkuudella vastata käytökseltään
oikeaa kalustoa, jotta simulointien tuloksia voidaan pitää luotettavina. Projektin
tarkoituksena oli selvittää luotettavuuden toteamiseen eli verifiointiin sopiva
mittausmenetelmä ja tämän mittausmenetelmän avulla verifioida TTY:llä aiem-
pien projektien yhteydessä rakennetut kalustomallit. Verifioinnin jälkeen malleja
voidaan tietyllä tarkkuudella pitää yhtenevinä oikean kaluston kanssa, jolloin si-
mulointituloksista voidaan tehdä luotettavammin päätelmiä oikean kaluston
käyttäytymisestä erilaisissa kaluston ja radan välisissä vuorovaikutustilan-
teissa.



Kalustomallien verifiointiin on maailmalla käytetty useita erilaisia menetelmiä.
Useimmiten verifiointi suoritetaan mittaamalla oikean kaluston käyttäytymistä
joko staattisesti tai dynaamisesti ja vertaamalla mittaustuloksia kalustomallien
simulointituloksiin. Parhaiten mallin toimivuus selviäisi käyttämällä useita eri-
laisia menetelmiä rinnakkain, mutta verifioinnissa on myös syytä resurssien
puitteissa arvioida, millaisen tarkkuuden saavuttaminen on tarpeellista. Tässä
projektissa sopivaksi verifiointimenetelmäksi todettiin paikallaan suoritettava
moodianalyysi, jonka tuloksena saadaan selville kaluston ominaisvärähtely-
muotoja vastaavat taajuudet ja vaimennukset.



Moodianalyysimittaukset suoritettiin Ed-vaunulle, Ex-vaunulle ja Sp-vaunulle.
Tämän jälkeen mitattujen ominaistaajuuksien ja -vaimennuksien arvoja verrat-
tiin vastaavien kalustomallien ominaismuotoanalyysien tuloksiin. Vertailun pe-
rusteella mallien parametreja muokattiin iteratiivisesti, kunnes simulointitulok-
set vastasivat riittävällä tarkkuudella mittaustuloksia.



Verifioinnin jälkeen kalustomalleja voidaan paremmin hyödyntää kaluston ja ra-
dan välisen vuorovaikutuksen tutkimisessa. Kalustomallien avulla voidaan sel-
vittää esimerkiksi erilaisten ratageometrioiden ja geometriavirheiden, pyörä- ja
kiskoprofiiliyhdistelmien ja tehollisen kartiokkuuden sekä radan jäykkyyden ja
jäykkyysmuutosten vaikutusta rataan kohdistuviin dynaamisiin kuormituksiin.

Tilastokeskuksen tieteenalat