Simulazione del riscaldamento di ceppi per freni ferroviari. = Simulation of heating of railway brake blocks.

Lo studio riguardante il trasporto merci su rotaia è dato dalla crescita dell’utilizzo di essi negli ultimi anni. L’obiettivo della tesi verte sullo studio del sistema frenante, in particolare, mediante la tipologia di freni a ceppi in quanto risulta essere maggiormente in uso. A tal proposito, si esamina la temperatura risultante alla ruota a seguito dell’azione frenante dovuta dall’accostamento dei ceppi sulla ruota. I fattori importanti per lo studio della temperatura sono i materiali con cui vengono realizzati i ceppi, ghisa o composito, importanti per il calcolo della ripartizione del calore e la tipologia di frenata, frenatura di arresto (stop braking) o frenatura di mantenimento (drag braking). Per rendere lo studio meno oneroso dal punto di vista computazionale vengono realizzati due modelli FEM non tenendo conto dell’influenza tra stress termici e meccanici e l’usura dei corpi. Dal modello strutturale del contatto viene ricavata la pressione di contatto all’interfaccia ruota-ceppo da utilizzare nel modello termico, con attrito, velocità tangenziale e coefficiente di ripartizione, per la determinazione del calore entrante nella ruota. Inoltre, il modello termico tiene conto anche del raffreddamento per convezione. Infatti, lo scopo principale della tesi è la determinazione della convezione tra aria e ruota considerando la velocità relativa di essi.