Sviluppo di un modello semi-analitico per l'analisi dell'interazione dinamica tra pantografo e catenaria = Development of a semi-analytical model for the analysis of the pantograph-catenary dynamic interaction

Sviluppo di un modello semi-analitico per l'analisi dell'interazione dinamica tra pantografo e catenaria Una delle principali criticità dei sistemi ferroviari riguarda l’assorbimento di potenza elettrica dal filo di contatto per mezzo dei pantografi posti sulla sommità dei convogli. Al fine di poter realizzare soluzioni che possano ridurre le perdite di contatto, principale causa di usura, risulta fondamentale sviluppare un modello matematico in grado, quanto più coerentemente alla realtà possibile, di descrivere l’interazione dinamica tra pantografo, filo di contatto e fune portante, quest’ultimi comunemente indicati con il termine “catenaria”. Nel presente lavoro di tesi sono stati descritti tre modelli, di complessità crescente, ottenuti mediante un approccio semi-analitico, sfruttando l’analisi modale. In particolare il primo modello è semplicemente composto dal filo di contatto, approssimato ad una trave di Eulero-Bernoulli con un carico assiale di trazione, e da uno o più carichi viaggianti di modulo costante. Nel secondo modello sono stati introdotti la presenza dei pantografi a contatto diretto con la catenaria e lo smorzamento proporzionale per il filo di contatto. Nell’ultimo modello sono stati implementati la fune portante, anch’essa approssimata ad una trave di Eulero-Bernoulli con un carico assiale di trazione, i pendini, che collegano filo e fune, e i pali di sostegno. Per ciascun modello sono stati realizzati confronti con risultati ottenuti in studi precedenti al fine di poterlo validare. Sono state inoltre realizzate analisi sull’influenza dei diversi parametri utilizzati, come il numero di modi considerati, il pretensionamento del filo di contatto, l’ampiezza della discretizzazione spaziale e/o temporale e il numero di pantografi/carichi viaggianti presenti nel modello.