Optymalizacja konstrukcji sufitu pociągu i gondoli monitorów: zapewnienie zgodności i wytrzymałości pojazdów kolejowych.

Zwiększenie wytrzymałości konstrukcji pasażerskich pociągów regionalnych

Wytrzymałość konstrukcji i zgodność z rygorystycznymi normami są w branży kolejowej kluczowe dla zapewnienia bezpieczeństwa, niezawodności i trwałości komponentów do pociągów pasażerskich. Rosnące zapotrzebowanie na lżejsze, mocniejsze i wydajniejsze konstrukcje sprawia, że producenci potrzebują zaawansowanych rozwiązań inżynierskich, aby móc dostosować, weryfikować i optymalizować swoje produkty.

W Endego specjalizujemy się w analizie, ocenie i optymalizacji konstrukcji elementów kolejowych z wykorzystaniem Metody Elementów Skończonych (MES). W ramach niedawnej współpracy z Klientem, nasz zespół przeprowadził kompleksową analizę wytrzymałościową i optymalizację konstrukcji gondoli monitorującej w regionalnym pociągu pasażerskim, zapewniając pełną zgodność z normami techniki kolejowej.

Wyzwanie projektu: zgodność z wymagającymi normami kolejowymi

Klient zlecił przeprowadzenie dogłębnej oceny wytrzymałości następujących komponentów pociągu:

• konstrukcja sufitu wewnętrznego wraz z systemem montażu,
• gondole na monitory montowane do sufitu.

Te komponenty muszą spełniać wymagania normy EN 12663-1, która jest podstawową normą dotyczącą pojazdów szynowych, regulującą wytrzymałość konstrukcji pod obciążeniami statycznymi i dynamicznymi, podczas regularnej eksploatacji i w przypadku zdarzeń nadzwyczajnych. Ponadto, połączenia spawane i skręcane muszą spełniać następujące normy i wytyczne:

• DVS 1612 i DVS 1608 (wytrzymałość zmęczeniowa połączeń spawanych w kolejnictwie),
• VDI 2230 (połączenia śrubowe i optymalizacja połączeń).

W przypadku, gdy po wstępnym sprawdzeniu konstrukcja nie spełnia kryteriów wytrzymałości i trwałości, zespół Endego miał za zadanie optymalizacji konstrukcji przy jednoczesnym zapewnieniu łatwości produkcji i jej opłacalności.

Nasze podejście: zaawansowane symulacje inżynierskie i optymalizacja wytrzymałościowa

Aby sprostać wymaganiom Klienta, zespół wirtualnej walidacji CAE w Endego zastosował precyzyjną analizę Metodą Elementów Skończonych (MES) oraz techniki szczegółowego modelowania połączeń.

Kluczowe kroki w analizie:

1. Stworzenie szczegółowych modeli MES:
   • opracowano modele obliczeniowe złożenia zespołu sufitowego oraz gondoli do monitorów, które uwzględniają własności materiałów, geometrię konstrukcji i warunki obciążenia.
   • połączenia spawane i śrubowe odwzorowano z uwzględnieniem rzeczywistych uwarunkowań ich pracy, aby móc przeprowadzić dokładną symulację ich rzeczywistego zachowania.
2. Ocena wytrzymałości i zgodności:
   • konstrukcje badano pod wpływem rzeczywistych obciążeń eksploatacyjnych, włączając drgania, naprężenia zmęczeniowe i obciążenia stochastyczne.
   • wyznaczono możliwe tryby awarii, jak nadmierne deformacje, koncentracje naprężeń i słabe cechy połączeń, aby określić czy konstrukcje te spełniają wymagania normy EN 12663-1 oraz towarzyszących ważnych wytycznych.
3. Optymalizacja wytrzymałościowa:
   • współpracując ściśle z zespołem inżynierów Klienta, specjaliści Endego zoptymalizowali parametry konstrukcji i konfiguracje połączeń, w celu zwiększenia ich wytrzymałości, przy jednoczesnym zachowaniu łatwości ich wykonania.
   • grubość materiałów, rozmieszczenie wzmocnień oraz dobór elementów złącznych zostały udoskonalone w celu zwiększenia trwałości, bez nadmiernego zwiększania masy.

Dzięki optymalizacji opartej na symulacji, udało się zmodyfikować i dostosować sufity pociągu oraz gondole monitorów, aby uzyskać pełną zgodność ze standardami branży kolejowej.

Wynik projektu: niezawodne, zgodne z przepisami i skalowalne komponenty pociągów

Zoptymalizowana pod kątem wytrzymałości konstrukcje sufitu i gondoli, zweryfikowane przez zespół inżynierów Endego, gwarantują bezpieczną i bezawaryjną eksploatację przez wiele lat. Kluczowe korzyści Klienta to:

• w pełni zgodne komponenty kolejowe, które spełniają surowe wymagania europejskie.
• zwiększona wytrzymałość konstrukcji na naprężenia i drgania w długiej eksploatacji.
• zwiększona produkcyjność złożonych komponentów kolejowych wspiera ekspansję biznesu.
• umocnienie partnerstwa z głównym producentem pociągów wzmacnia pozycję Klienta w branży.

Dzięki analizie CAE, firma Endego pomogła Klientowi usprawnić walidację konstrukcji, zoptymalizować wytrzymałość i zredukować ryzyka wystąpienia wad produkcyjnych i montażowych.

W Endego oferujemy optymalizację konstrukcji, symulacje inżynierskie i weryfikację zgodności dla zastosowań w kolejnictwie, motoryzacji i innych branżach. Nasze doświadczenie w modelowaniu MES, analizie połączeń spawanych i ocenie wytrzymałości zmęczeniowej pomaga producentom zwiększać bezpieczeństwo, trwałość i opłacalność ich produktów.

Jeśli Twoja firma poszukuje wsparcia inżynierskiego w zakresie projektowania pojazdów kolejowych, oceny wytrzymałości konstrukcji i optymalizacji komponentów, skontaktuj się z nami już dziś! Nasz zespół jest gotowy pomóc Ci osiągnąć najwyższe standardy wykonania i bezpieczeństwa w Twoich projektach.

📩 Skontaktuj się z nami, aby omówić Twój Projekt.