Mecânica de Contato

 

Contato de Rolamento

A roda é o elemento de vínculo entre o veículo e a pista. Permite o deslocamento longitudinal suportando a carga vertical e limitando os movimentos lateral e longitudinal. Este elemento vincular de contato de rolamento permite o movimento de translação longitudinal paralelo ao seu  plano de rotação e restringe quatro graus de liberdade (y, z, wx e wz). Como a roda possui uma cobertura elástica de borracha, as forças vinculares em geral produzem deformação. Para o caso de roda ferroviária, inteiramente de aço, vale o mesmo princípio embora a deformação seja muito menor. O conceito de escorregamento é fundamental para a compreensão do fenômeno de transmissão das forças horizontais no contato de rolamento. A força de contato entre dois corpos em rolamento é relacionada com deformação local produzida pela diferença entre a velocidade de translação e velocidade de rolamento.

Saiba Mais

 

Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=nvWyA20uT1w

Interação Veículo Pavimento (Via)

A movimentação dinâmica do veículo é decorrente da geometria e irregularidade da superfície que lhe dá suporte. No caso de veículos metro-ferroviários a via férrea prove a guia para os rodeiros (conjunto rígido formado por duas rodas e um eixo). A variação da cota vertical da superfície do pavimento pode ser linear (pista inclinada) ou variável (irregularidade oscilatória). Pode conter um comprimento de onda longo (pista inclinada passando sobre um montanha) ou um comprimento de onda curto (depressão ou buraco na pista). De forma geral a superfície contem ondulações com diferentes comprimentos de onda cada comprimento com sua amplitude típica e fase correspondente.

 

Irregularidade de Superfície

A irregularidade da superfície pode ser periódica (repetitiva) ou aleatória. No caso da repetição pode-se definir um período (comprimento de onda) e uma amplitude (magnitude da variação da onda). Em geral a superfície tem forma aleatória podendo conter repetições determinísticas ou randômicas. As propriedades estatísticas podem descrever as irregularidades com fundamentos matemáticos.

Uma das formas científicas de quantificar a irregularidade de uma superfície é utilizar a técnica espectral. Nesta técnica a cota vertical da superfície é descrita por seu conteúdo em comprimento (espectro).

 

Vídeo sobre Aquaplanagem

 

Referências Bibliográficas

Contact Mechanics, K. L. Johnson  (1985)

Tire and Vehicle Dynamics, Hans B. Pacejka (2006)

Identification of a wheel–rail adhesion coefficient from experimental data during braking tests (2013)