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This paper investigates the dynamic response of the joints of energy absorbers used in rail vehicles. These energy absorbers are designed to deform in a controlled manner in the event of a collisions thereby absorbing some of the impact energy that would otherwise be transferred to the main structure and passengers. The functional requirements of these devices are particularly stringent in terms of their reliability and functionality throughout the life of the vehicle. In this work the merits of a welded and a bolted energy absorber design are investigated, the latter offering the advantage of ease of through life maintenance and replacement, ensuring that defects such as general corrosion or cracks that could have affected their performance are easily identified and replacements made. FEA modelling to simulate the dynamic response of welded and bolted joints has been carried out using the LS-DYNA code. For the welded joints the influence of welding defects such as lack of fusion, weld under matching, and weld cracking on the performance of the energy absorbers has been investigated. The numerical model, validated on the basis of results from impact tests, was subsequently used to investigate the behavior of the absorption system in collision scenarios as prescribed by EN 15227:2008.

In the present paper the results of a re-design activity carried out to optimize the crashworthiness properties of an automotive recliner are reported. It is well known, indeed, that the recliner has a central role in determining the passive safety level of the passenger in case of rear impact. For this reason, during the development phase of a new type of recliner it is has been necessary to study also an integrated experimental-numerical methodology to analyze its impact behaviour. Although the preliminary numerical results were satisfying in terms of recliner stiffness and strength, the first full scale tests of rear impact carried out by a sled have pointed out some anomalous behaviours able to degrade the recliner structural performances. To investigate on the causes of the failures, a special strategy of virtual experimentation by means of finite element method has been adopted. The dynamic analysis were performed using an explicit finite element code that incrementally solves the dynamic equilibrium equations by the central difference method and allows to handle, in a robust manner, all the numerical problems associated with geometrical and material non-linearities typical of crash simulations. Numerical results have allowed to identify the causes of the anomalous failures observed during preliminary testing and to define some guidelines for the redesigning of the recliner.

Several studies have been carried out until now by various Research Agencies and Railway Administrations to quantify the effects of the track-bed geometrical characteristics on the transverse strength of the track. Unfortunately, not all the possible scenarios in terms of track components, track-bed cross profile, operating conditions etc. have been investigated and not all the relevant variables have been directly measured. Therefore data available from the literature have different degrees of reliability. With the aim of completing the knowledge on the track stability and covering the totality of the possible relevant scenarios, an experimental research program is being developed in the framework of a cooperation between RFI, Italcertifer and DiME. In order to perform the investigation under quite general conditions and to reduce the experimentation costs, n. 26 significant scenarios have been identified and reproduced on as many independent track segments. By applying on each track segment a transversal load, the strength of the ballast-sleeper interface has been determined. The results relative to the first eight scenarios are presented by means of lateral track displacement vs. applied load diagrams and more synthetic numerical tables.

Il brevetto propone una nuova soluzione per l'assorbitore di energia d'impatto per veicoli ferroviari. Esso consta essenzialmente di due piastre contrapposte separate dai tubi, ai quali viene affidato il compito di assorbire l'energia, per cedimento a soffietto in campo elasto-plastico, durante l'impatto frontale di due treni o di un treno contro l'ostacolo, e da un sistema antirotazione che impedisce alla piastra anteriore di ruotare rispetto a quella di base, posteriore, quando la direzione della forza impattante è eccentrica rispetto all'asse dell'assorbitore, qualunque sia il valore dell'eccentricità. Di qui la qualifica di universale riservata all'assorbitore proposto. Questo requisito di conservazione del parallelismo tra le piastre durante il collasso dei tubi è fondamentale per garantire la regolare deformazione assialsimetrica di tutti i tubi e, quindi, l'assorbimento di tutta l'energia per la quale l'assorbitore viene dimensionato. Le rotazioni delle piastre, infatti, comportano una rotazione dei tubi che ne riduce la deformabilità assiale per instabilità a soffietto e, quindi, la capacità di assorbire energia di deformazione. Inoltre, i tubi assorbitori di energia sono distribuiti in settori contigui coassiali aventi ciascuno una rigidezza allo schiacciamento diversa da quella degli altri settori, per una progressione programmata della loro deformazione e, quindi, dell'assorbimento dell'energia durante la collisione. IL tutto, poi, può essere prodotto con profilati e piastre commerciali, che consentono di realizzare, in uno con la semplicità della struttura, una significativa economia di progettazione, di fabbricazione e di impiego di un assorbitore siffatto.

Si propone una procedura di analisi dei dati sperimentali di crack propagation, alternativa a quella proposta dalla normativa corrente, che consente di interpretare in modo continuo il fenomeno anche nel caso si disponga di un ridoto numero di dati e per una frazione di vita dell???articolo di prova. Partendo dall???analisi dei risultati di prove di caratterizzazione con provini C(T) di un acciaio tipizzato per ruote ferroviarie, si è giunti alla formulazione di un???espressione analitica che descrive l???intero campo di propagazione interpolando in maniera ottimale i dati disponibili. Col modello costruito, sono state calcolate le velocità di propagazione e diagrammate in funzione del campo di variazione del SIF, per stabilire un confronto con gli analoghi grafici costruiti con la procedura suggerita dalle norme ASTM 647-95a. Inoltre, con lo stesso modello, sono stati processati altri dati di letteratura per verificarne la generalità di impiego.

Il brevetto propone un sistema meccanico che consente di effettuare prove statiche o di fatica su strutture aventi una superficie piana, di rigidezza non necessariamente uniforma, da caricare in più punti, utilizzando una macchina di prova dotata di un solo attuatore. Esso consiste in una attrezzatura, interposta tra l’attuatore della macchina di prova e l’articolo di prova, sulla quale sono montati dispositivi di rigidezza regolabile, che, tramite un’interfaccia dotata di cella di carico, sono collegati all’articolo di prova in punti prestabiliti. Il carico applicato all’attrezzatura viene ripartito dai dispositivi tra tutti i punti di carico della struttura da provare. L’intensità dei singoli carichi, di trazione o di compressione, applicati localmente sulla superficie dell’articolo di prova, viene regolata una tantum all’inizio della prova modificando la rigidezza a trazione o a compressione del dispositivo interessato.

In this work we present a non-destructive technique to detect the magnetization changes due to mechanical stress produced in steel notched plates under tensile loads. The measurements have been carried out using, separately, a magnetic field probe based on HTS dc SQUID and a fluxgate gradiometer probe. The aim of this work is to demonstrate that it is possible to localize the dislocation density change in the samples and to correlate it with the change of magnetization using a contact-less and non-invasive technique.

Il brevetto propone una nuova tipologia di carro ferroviario per il trasporto merci senza rottura di carico. Esso consta essenzialmente di un telaio per carro adibito a trasporto su ferro, che presenta uno dei due longheroni con una soluzione di continuità in prossimità di entrambi i tratti terminali impegnati con i carrelli. Queste discontinuità permettono di rendere amovibile il tratto di longherone tra esse compreso, al quale è solidale il pianale del carro. Un sistema di guide rende possibile e stabile l’operazione di estrazione e di reinserimento dell’insieme, tratto di longherone-pianale, a guisa di un cassetto di una cassettiera che si apre e si chiude in modo guidato. Un sistema di chiusura e di apertura idraulico automatico consente di collegare o scollegare la parte mobile del longherone a quella fissa, per le operazioni di carico e scarico del carro. Queste operazioni sono rese possibili da due pedane mobili poste alle due estremità del pianale e posizionate con attuatori idraulici, quando il “cassetto” è completamente estratto, in modo da creare due scivoli tra lo stesso pianale e il piano stradale, per consentire ad un automezzo di salire sul pianale, per un estremo, depositarvi il semirimorchio e allontanarsi dal carro scendendo dal pianale, per l’estremo opposto. Dopo l’operazione di caricamento, la parte mobile del carro viene rimessa in posizione di marcia, ancorata alla restante struttura del telaio. Parte mobile che non si separa mai completamente da quella restante, come un marsupio dal corpo di un CANGURO.

Si prende in esame il problema della caratterizzazione a fatica dei materiali mediante campioni di dati poco numerosi. Se ne prospetta una soluzione che impiega la metodologia bayesiana. Per la vasta famiglia degli acciai al carbonio, laminati a caldo o bonificati che siano, utilizzando dati di letteratura ed alcune consolidate correlazioni tra proprietà di fatica e resistenza statica, è definita una funzione di densità di probabilità a priori in grado di condensare gran parte delle informazioni disponibili. Queste ultime, in uno con quelle fornite dalla sperimentazione diretta, da esaminare mediante il teorema di Bayes, permettono di identificare con grande accuratezza la resistenza a fatica del particolare acciaio provato. L’efficacia del metodo proposto è verificata con una sperimentazione virtuale su un ipotetico acciaio condotta con il metodo Montecarlo.

Si riportano i risultati di uno studio pseudo-sperimentale condotto con il metodo Montecarlo al fine di quantificare gli effetti prodotti dall’inclusione dell’informazione a priori in un procedimento inferenziale bayesiano per la definizione delle curve P-S-N e della design curve di un dato acciaio. Le ipotesi di partenza della procedura di analisi dei dati sono quelle classiche, generalmente valide per gli acciai e per le altre leghe strutturali; esse permettono di definire il legame carichi-durate tramite il modello lineare normale con varianza uniforme. Le informazioni a priori sono invece dedotte da dati di letteratura e tradotte in funzioni di densità a priori ricorrendo ad un metodo precedentemente proposto dagli stessi Autori. Le simulazioni numeriche ben evidenziano i vantaggi offerti, in termini di precisione delle stime e di oneri di sperimentazione, dal metodo di analisi bayesiano proposto rispetto a quello frequentista.

Il brevetto propone un sistema per collegare due semigiunti di grosso spessore, dotati di foro opportunamente sagomato, con calettamento automatico ed irreversibile nei riguardi delle azioni che si trasmettono l’un l’altro i semigiunti in esercizio. Esso consta essenzialmente di una spina sagomata, ad un’estremità, a forma di calettatore, realizzato in tre segmenti uguali ed equidistanziati quanto la loro dimensione trasversale, sulla quale può scorrere, in posizione contrapposta al precedente, un secondo calettatore, anch’esso realizzato in tre segmenti uguali, ma contigui, quando viene azionato il meccanismo biella-manovella per il bloccaggio del giunto. Il sistema manovella-biella presenta un’articolazione a ginocchio, azionata da un attuatore a camma, che rende il meccanismo, quando è chiuso, irreversibile sotto i carichi di esercizio. L’attuatore, a sua volta, è contenuto in una guida che lo fa ruotare di 60°, nella fase di innesto e disinnesto della spina nel giunto, per consentire al calettatore fisso di raggiungere o lasciare le superfici coniugate del foro. Il tutto è chiuso in un carter che garantisce rigidità, protezione e guida al sistema, oltre a presentare i riscontri necessari al funzionamento del meccanismo.

Fatigue tests on railway bogies are performed by repeatedly applying definite load programs by means of actuators. Between the commanded loads and the load cell reading relative to the loads actually applied, a difference will exist. A calculation method apt at evaluating the error connected to this difference is here presented, which is based on a special treatment of acquisition signal. It is also shown how to use aforementioned data treatment to evaluate uncertainty of measure for fatigue stresses applied to bogie frame.

The present work is a report about Activity: Development and characterization of dampers to decrease noises and vibrations resulting from wheel-rail interaction, part of RAMS logic applied to the development of technological systems for line bound transport systems. The activity was made of two parts. The first, and main, part was centred around the design and building of a testing facility for the homologation of large structures belonging to transport vehicles. The second part involved studies and experimentations aimed at developing engineering solutions and materials apt at reducing the level of acoustic pollution produced by vibrations arising from wheel rail contact.

Il brevetto propone un sistema per prove statiche e di fatica su telai di carrelli ferroviari o strutture ad essi assimilabili. Esso consiste in un impianto col quale si applica al telaio, vincolato ad una piattaforma antisismica, il carico simulante le condizioni di esercizio. I carichi vengono esercitati da appositi attuatori vincolati a due portali e a colonne vincolate alla piattaforma, disposti intorno all’articolo di prova (telaio carrello) e abilitati a spostarsi sulla stessa piattaforma, durante la fase di posizionamento iniziale, in modo da adeguarsi a qualsiasi geometria e ingombro di carrello, per qualsiasi scartamento della linea cui quest’ultimo è destinato.

Il brevetto propone un sistema per prove statiche e di fatica su traverse ferroviarie con rotaia e relativi organi di attacco o strutture ad esse assimilabili, come prescritte dalle Specifiche Tecniche di interoperabilità. Esso consiste in un’attrezzatura che consente di trasferire all’articolo di prova tutti i carichi previsti per le diverse tipologie di prova descritte nelle Specifiche, senza passare da un impianto all’altro, semplicemente modificando in modo automatico il suo assetto all’interno dello stesso impianto, grazie ad una soluzione progettuale che consente al piano di appoggio dell’articolo di prova di basculare in modo controllato su un supporto vincolato alla piattaforma dell’impianto. I carichi vengono esercitati, per ogni tipo di prova, da uno solo degli attuatori vincolati al portale dell’impianto vincolato alla piattaforma.

Il brevetto propone un sistema di afferraggio a morsetti autoallineati per prove statiche e di fatica su provini, normalizati e non, di geometria regolare e di qualsiasi materiale. Esso consiste in due capsule recanti, ciascuna, una cavità coassiale che ospita due morsetti a cuneo per afferrare un’estremità del provino. Morsetti e provino sono attraversati, nella zona centrale dalla superficie di contatto reciproco, da una spina che li rende solidali, gli uni all’altro. L’estremità delle capsule non impegnata dal provino ha una geometria idonea ad un accoppiamento prismatico con uno stelo di prolunga, all’interno del quale scorre un’asta, che, spingendo sui cunei, blocca il provino nella capsula.

Si analizza il comportamento a fatica di pistoni per motori ad accensione comandata, alimentati con miscela alcool-benzina, mediante prove full-scale al banco e con una macchina universale adeguatamente attrezzata per simulare il carico di esercizio sull’articolo di prova. I primi risultati ottenuti mostrano un’ottima resistenza del tipo di pistone esaminato all’innesco di cricche di fatica ed alla propagazione dei difetti, anche severi, appositamente introdotti sulla superficie di testa.

The paper deals with the design process undertaken for a proposed high speed pantograph oriented to the interoperability, developed in cooperation among Trenitalia SpA (Italian railway stock holder and manager) and three Italian universities. Aim of the work is the development of an optimized passive pantograph, in which the control of the contact force in the low frequency range can be also implemented. Several aspects have been taken into consideration in the design process, undertaken as a team work. Trenitalia leaded the overall coordination and the technical specification drawing, while Florence and Milan universities cooperated for the design and optimization respectively of the articulated frame and the collector head. Naples university studied the acoustical impact, in cooperation with Politecnico di Milano, where wind tunnel investigation have been performed on an existing pantograph. As a result, a complete pantograph has been designed and a first prototype has been made, to be tested in laboratory on a dynamic test bench. Subsequently it will be tested on line, with a proper measurement set-up, so that its performance can be assessed.

This study concerns the characterization of crack-propagation properties of a metal matrix composite made of a titanium matrix (Ti6242) reinforced by TiC particulate (Vf = 10%). This kind of material is usually employed for aero-engine applications. The inquire aim is formulating a damage model able to describe the crack-growth phenomenon due to fatigue loads. The experimental analyses were carried out by round-CT specimens and the back face strain gage technique was used to evaluate the crack-closure effect. With the experimental data, the material parameters for a new model, that was proposed for crack-propagation in aluminum matrix composite material and is able to evaluate the crack-closure effect, are calculated; furthermore, a new experimental data processing method is presented.

Proc. non ancora ricevuti