Raport final de autoevaluare

PROIECTE DE CERCETARE PENTRU TINERII DOCTORANZI

TD-1

PN –II–RU–TD–2007–2

CERERE DE FINANTARE PENTRU PROIECTE DE CERCETARE

PENTRU TINERI DOCTORANZI

1. Date personale ale titularului de proiect:

1.1. Nume: BALDOVIN

1.2. Prenume: DANIEL CATALIN

1.3. Data nastere (ZZ/LL/AN): 1 6 1978

1.4. Anul absolvirii universitatii: 2003

1.5. Adresa: STR. ALEEA BUCOVINA NR.11, BL. G3, SC. 1, AP. 16, SECTOR 3, BUCURESTI

1.6. Telefon: 0746020170

1.7. Fax:

1.8. E-Mail: [email protected]

2. Date referitoare la programul de doctorat:

2.1. Forma de invatamant: doctorat fara frecventa (selectati)

2.2. Anul in care a fost admis la doctorat: 2004

2.3. Codul Institutiei Organizatoare de Studii Universitare de Doctorat:

666 [ A se vedea ANEXA 1 ]

2.4. Denumirea Institutiei Organizatoare de Studii Universitare de Doctorat :

INSTITUTUL DE MECANICA SOLIDELOR [completati denumirea institutiei]

2.5. Data prevazuta pentru sustinerea tezei de doctorat (Luna / Anul):

10 2011

2.6. Coordonatorul de doctorat:

2.6.1. Nume: CHIROIU

2.6.2. Prenume: VETURIA

2.6.3. Adresa: ALEEA COSTINESTI NR. 10, BL. 5, AP. 1, SCARA A, BUCURESTI, SCTOR 5

2.6.4. Telefon: 0745989267: 0216885181

2.6.5. Fax: 0213126736

2.6.6. E-Mail: [email protected]

2.7. Denumirea Institutiei Organizatoare de Studii Universitare de Doctorat in cotutela:

(daca este cazul)

INSTITUTUL DE MECANICA SOLIDELOR

ROMANIA

Ministerul Educatiei, Cercetarii si Tineretului

Autoritatea Nationala pentru Cercetare Stiintifica


TD-2

2.8. Coordonatorul de doctorat in cotutela:

2.8.1. Nume:

2.8.2. Prenume:

2.8.3. Adresa:

2.8.4. Telefon:

2.8.5. Fax:

2.8.6. E-Mail:

2.9. Denumirea institutiei de invatamant superior sau de cercetare unde este angajat doctorandul:

INSTITUTUL DE MECANICA SOLIDELOR [se completeaza numai pentru doctoranzii fara frecventa] [si se ataseaza document doveditor al incadrarii pe un post de cercetare - notata cu ANEXA 2 ]

3. Titlul lucrarii de doctorat: (Max 200 caractere)

CONTRIBUŢII LA STUDIUL FENOMENELOR DE CONTACT CU CALEA DE RULARE ÎN DINAMICA VEHICULELOR FEROVIARE

4. Termeni cheie: (Max 5 termeni) Introduceti un singur termen pe camp.

1 1 FEROVIAR 2 VEHICUL

3 AMORTIZARE

4 DINAMICA

5 SUSPENSIE

5. Incadrarea proiectului in domeniile de expertiza:

COD COMISIE COD SUBCOMISIE COD DOMENIU

2 (selectati) 2A 1

[Pentru cod: Comisie/Sucomisie/Domeniu A se vedea ANEXA 3] 6. Durata proiectului (max. 18 luni): (selectati)

7. Rezumatul proiectului:

(Max 2000 caractere) PRIN ACEST PROIECT IMI PROPUN UN STUDIU AMANUNTIT AL FENOMENELOR VIBRATORII CE APAR IN RULAREA VEHICULELOR FEROVIARE, IN VEDEREA POSIBILITATILOR DE MODERNIZARE A STRUCTURILOR EXISTENTE PENTRU A PUTEA SPORI VITEZA DE CIRCULATIE A ACESTOR VEHICULE SI A MENTINE IN COTE ADMISIBILE PARAMETRII STABILITI PRIN NORMELE INTERNATIONALE UIC SI ORE PENTRU SIGURANTA CIRCULATIEI SI CONFORT.

18


TD-3

IN PRIMUL RAND URMARESC MODELAREA MATEMATICA A SISTEMULUI DINAMIC VEHICUL-CALE DE RULARE A VARIANTEI CLASICE A VEHICULELOR CU DOUA ETAJE DE SUSPENDARE SI VALIDAREA LUI PRIN REZULTATELE EXPERIMENTALE SIMILARE OBTINUTE IN URMA PRELUCRARILOR UNOR INREGISTRARI DE VIBRATII CE SE VOR EFECTUA PE VEHICULE FEROVIARE EXISTENTE IN EPLOATARE. VOI INCERCA SIMULAREA NUMERICA A NEREGULARITATIOR ALEATOARE A PROFILULUI CAII DE RULARE PENTRU A CUNOASTE CAT MAI BINE CARACTERISTICILE ACESTEIA LA O SIMPLA INREGISTRARE DE VIBRATII LA NIVELUL OSIEI. INTENTIONEZ SA ALCATUIESC ALGORITMI NUMERICI PENTRU ANALIZA CONTACTULUI INTRE ROARA SI CALEA DE RULARE CAT SI MODUL DE TRANSMITERE AL VIBRATIILOR GENERATE LA NIVELUL CONTACTULUI, ADICA O ANALIZA A RASPUNSULUI DINAMIC AL SISTEMULUI VEHICUL-CALE DE RULARE. UN ULTIM ASPECT PE CARE IL URMARESC IN ACEST PROIECT ESTE VALIDAREA MODELARILOR SI SIMULARILOR NUMERICE AMINTITE MAI SUS PRIN EXPERIMENTARI PROPRIUZISE ASTFEL CA IN PASUL URMATOR SA AM POSIBILITATEA DE A STUDIA RASPUNSURILE SISTEMELOR MODELATE LA MODIFICAREA PARAMETRILOR DORITI ASOCIATI VARIANTELOR DE MODERNIZARE PROPUSE CUM AR FI, IN SPECIAL, COEFICIENTI DE AMORTIZARE, RIGIDITATI ETC. IN URMA OBTINERII TEORETICE A VARIANTELOR OPTIME ALE SISTEMELOR CE POT ECHIPA ACESTE VEHICULE SE VA INCERCA STUDIUL POSIBILITATILOR DE ELABORARE SAU ADOPTARE A DISPOZITIVELOR CE POT ECHIPA ACESTE SISTEME SI UN STUDIU DE ADAPTABILITATE AL ACESTORA LA VEHICULELE FEROVIARE EXISTENTE, IN SCOPUL DE A COLABORA CU INSTITUTIILE IN CAUZA PENTRU A INCERCA MODIFICAREA UNUI ASTFEL DE VEHICUL SI VERIFICAREA REZULTATELOR TEORETICE OBTINUTE.

8. Programul de doctorat:

8.1. Programul de doctorat:

[Se anexeaza copie dupa programul de doctorat din care sa rezulte in clar situatia examenelor sustinute si admiterea in etapa a doua a studiilor doctorale – programul de cercetare stiintifica - notata cu ANEXA 4]

8.2. Stadiul tezei de doctorat:

[Va rugam sa completati ANEXA 5]

8.3. Recomandarea conducatorului de doctorat: [Se anexeaza recomandarea conducatorului de doctorat - notata cu ANEXA 6]

8.4. Prezentarea lucrarii de doctorat:

[Va rugam sa completati max. 10 pag in ANEXA 7]

9. Structura bugetului *:

NR. CRT

DENUMIRE CAPITOL BUGET

VALOARE 2007**

(lei)

VALOARE 2008**

(lei)

VALOARE 2009**

(lei)

TOTAL VALOARE

(lei)

1. CHELTUIELI DE PERSONAL *** [salariu,, CAS, Şomaj, Contribuţia pentru asigurările sociale de sănătate ]

4740 18960 4740 28440


TD-4

2. CHELTUIELI INDIRECTE (regie, max 5% din valoarea proiectului) 283 1134 283 1700

3. CHELTUIELI DE DISEMINARE (max. 10% din valoarea proiectului) 643 2574 643 3860

4. CHELTUIELI DE LOGISTICA (max. 20% din valoarea proiectului) 1417 5666 1417 8500

TOTAL 7083 28334 7083 42500

* Structura de cheltuieli pentru proiect, defalcata pe activitati, destinatii si categorii, trebuie sa respecte prevederile HG 1579/2002 ** Se calculeaza in functie de numarul de luni, astfel :2007 - 3 luni, 2008 – 12 luni, 2009 – 3 luni, daca este cazul ***Se asigura un venit net suplimentar de 850 lei / luna


TD-5

10. Activitatea stiintifica a titularului de proiect:

[Va rugam sa completati ANEXA 8]

PRIN ACEASTA SE CERTIFICA LEGALITATEA SI CORECTITUDINEA

DATELOR CUPRINSE IN PREZENTA CERERE DE FINANTARE CODUL Institutiei 666 Codul trebuie sa fie identic cu cel de la punctul 2.3 (vezi ANEXA 1) Organizatoare de Studii Universitare de Doctorat: DATA: 4.09.2007

RECTOR/DIRECTOR, (al institutiei organizatoare de doctorat) Nume, prenume:Sireteanu Tudor Semnatura: Stampila DIRECTOR EC./CONTABIL SEF, (al institutiei organizatoare de doctorat) Nume, prenume:Enescu Elena Semnatura:

SEF CATEDRA/SEF LABORATOR Nume, prenume:Sireteanu Tudor Semnatura:

TITULAR DE PROIECT, Nume, prenume:Baldovin Daniel Semnatura:


TD-6

ANEXA 1

Lista institutiilor Organizatoare de Studii Universitare de Doctorat:

COD DENUMIRE INSTITUTIE

1 UNIVERSITATEA DE ARTA SI DESIGN DIN CLUJ NAPOCA

2 UNIVERSITATEA NATIONALA DE APARARE BUCURESTI

3 ACADEMIA DE MUZICA GHEORGHE DIMA DIN CLUJ-NAPOCA

4 ACADEMIA DE POLITIE ALEXANDRU IOAN CUZA DIN BUCURESTI

5 ACADEMIA DE STUDII ECONOMICE DIN BUCURESTI

8 ACADEMIA NATIONALA DE EDUCATIE FIZICA SI SPORT DIN BUCURESTI

10 ACADEMIA TEHNICA MILITARA DIN BUCURESTI

13 SCOALA NATIONALA DE STUDII POLITICE SI ADMINISTRATIVE DIN BUCURESTI

14 UNIVERSITATEA ALEXANDRU IOAN CUZA DIN IASI

16 UNIVERSITATEA BABES-BOLYAI DIN CLUJ-NAPOCA

20 UNIVERSITATEA DUNAREA DE JOS DIN GALATI

21 UNIVERSITATEA EFTIMIE MURGU DIN RESITA

24 UNIVERSITATEA LUCIAN BLAGA DIN SIBIU

25 UNIVERSITATEA NICOLAE TITULESCU DIN BUCURESTI

26 UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTANTA

28 UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN BUCURESTI

29 UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN TIMISOARA

30 UNIVERSITATEA STEFAN CEL MARE DIN SUCEAVA

31 UNIVERSITATEA TITU MAIORESCU DIN BUCURESTI

32 UNIVERSITATEA TRANSILVANIA DIN BRASOV

33 UNIVERSITATEA VALACHIA DIN TARGOVISTE

35 UNIVERSITATEA 1 DECEMBRIE 1918 DIN ALBA IULIA

36 UNIVERSITATEA DE ARHITECTURA SI URBANISM ION MINCU DIN BUCURESTI

37 UNIVERSITATEA NATIONALA DE ARTA TEATRALA SI CINEMATOGRAFICA ION LUCA CARAGIALE DIN BUCURESTI

38 UNIVERSITATEA DE ARTA TEATRALA DIN TARGU-MURES

39 UNIVERSITATEA DE ARTE GEORGE ENESCU DIN IASI

40 UNIVERSITATEA NATIONALA DE ARTE DIN BUCURESTI

41 UNIVERSITATEA DE MEDICINA SI FARMACIE CAROL DAVILA DIN BUCURESTI

42 UNIVERSITATEA DE MEDICINA SI FARMACIE GRIGORE T POPA DIN IASI

43 UNIVERSITATEA DE MEDICINA SI FARMACIE IULIU HATIEGANU DIN CLUJ-NAPOCA

44 UNIVERSITATEA DE MEDICINA SI FARMACIE DIN CRAIOVA

45 UNIVERSITATEA DE MEDICINA SI FARMACIE DIN TARGU-MURES

46 UNIVERSITATEA DE MEDICINA SI FARMACIE DIN TIMISOARA

47 UNIVERSITATEA NATIONAL DE MUZICA DIN BUCURESTI

48 UNIVERSITATEA DE NORD DIN BAIA MARE

49 UNIVERSITATEA DE STIINTE AGRICOLE SI MEDICINA VETERINARA ION IONESCU DE LA BRAD DIN IASI

50 UNIVERSITATEA DE STIINTE AGRICOLE SI MEDICINA VETERINARA A BANATULUI DIN TIMISOARA

51 UNIVERSITATEA DE STIINTE AGRICOLE SI MEDICINA VETERINARA DIN CLUJ-NAPOCA

52 UNIVERSITATEA DE STIINTE AGRONOMICE SI MEDICINA VETERINARA DIN BUCURESTI

53 UNIVERSITATEA DE VEST VASILE GOLDIS DIN ARAD

54 UNIVERSITATEA DE VEST DIN TIMISOARA

56 UNIVERSITATEA DIN BUCURESTI

57 UNIVERSITATEA DIN CRAIOVA

58 UNIVERSITATEA DIN ORADEA

59 UNIVERSITATEA DIN PETROSANI

60 UNIVERSITATEA DIN PITESTI

61 UNIVERSITATEA MARITIMA DIN CONSTANTA

62 UNIVERSITATEA PETROL-GAZE DIN PLOIESTI

63 UNIVERSITATEA TEHNICA GHEORGHE ASACHI DIN IASI

64 UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII DIN BUCURESTI

65 UNIVERSITATEA TEHNICA DIN CLUJ-NAPOCA

666 ACADEMIA ROMANA


TD-7

ANEXA 2

2.9. Institutia de invatamant superior sau de cercetare unde este angajat doctorandul:


TD-8

ANEXA 3 COMISIA 2

STIINTE INGINERESTI 2A INGINERIE MECANICA 51 INGINERIA (MANAGEMENTUL) SISTEMELOR DE PRODUCTIE

1 MECANICA TEHNICA SI VIBRATII MECANICE 52 TRATAMENTE TERMICE SI DEFORMARI PLASTICE

2 MECANICA FINA 53 TEHNOLOGII MECANICE TEXTILE

3 MECANISME 54 METROLOGIE

4 ACUSTICA TEHNICA 55 SECURITATEA MUNCII

5 TRIBOLOGIE 56 ASIGURAREA CALITATII

6 ORGANE DE MASINI 57 FIABILITATE

7 TERMOTEHNICA 2G INGINERIE CHIMICA

8 HIDRAULICA, AERODINAMICA SI MECANICA FLUIDELOR 58 CHIMIE ANORGANICA

9 STRUCTURI DE AVIATIE SI AEROELASTICITATE 59 CHIMIE ORGANICA

10 REZISTENTA MATERIALELOR, ELASTICITATE, PLASTICITATE SI STABILITATE 60 CHIMIE FIZICA

2B INGINERIE ELECTRICA 61 CHIMIE ANALITICA

11 ELECTROMECANICA 62 FENOMENE DE TRANSFER SI UTILAJE IN INDUSTRIA CHIMICA, PETROCHIMICA

12 ELECTROTEHNICA 63 PROCESE SI TEHNOLOGII PENTRU PIELE SI INLOCUITORI

13 ELECTROTEHNOLOGII 2H MINE, PETROL SI GAZE

14 MASINI, APARATE SI ACTIONARI ELECTRICE 64 UTILAJ PETROLIER

15 MASURARI ELECTRICE 65 FORAJUL SI EXTRACTIA PETROLULUI SI GAZELOR

2C INGINERIE ELECTRONICA SI TELECOMUNICATII 66 MASINI SI INSTALATII MINIERE

16 ELECTRONICA 67 MECANICA ROCILOR, PAMINTURILOR SI STRUCTURI SUBTERANE

17 COMPONENTE, DISPOZITIVE SI CIRCUITE ELECTRONICE 68 MINE SI EXPLOATARI MINIERE

18 MICROELECTRONICA 69 TOPOGRAFIE MINIERA

19 OPTOELECTRONICA 70 PREPARAREA SUBSTANTELOR MINERALE UTILE

20 RADIOTEHNICA SI RADIOCOMUNICATII 71 METALURGIE NEFEROASA SI PREPARAREA MINEREURILOR

21 TELECOMUNICATII 2I STIINTA CALCULATOARELOR

22 ELECTRONICA MEDICALA 72 CALCULATOARE

23 MATERIALE PENTRU ELECTRONICA 73 INFORMATICA APLICATA

2D STIINTA MATERIALELOR 74 TEHNOLOGIA INFORMATIEI

24 TEHNOLOGIA MATERIALELOR 2J AUTOMATICA

25 METALURGIA FIZICA 75 SISTEME AUTOMATE

26 METALURGIA PULBERILOR 76 ROBOTI INDUSTRIALI

27 STIINTA MATERIALELOR CERAMICE 2K ENERGETICA

28 STIINTA MATERIALELOR POLIMERICE 77 ELECTROENERGETICA

29 STIINTA MATERIALELOR COMPOZITE 78 TERMOENERGETICA

30 STIINTA MATERIALELOR METALICE 79 HIDROENERGETICA

2E INGINERIA CONSTRUCTIILOR (GEODEZIE, GENIU, INSTALATII) 80 ENERGETICA NUCLEARA

31 STATICA, DINAMICA SI STABILITATEA CONSTRUCTIILOR 81 CENTRALE ELECTRICE

32 ALIMENTARI CU APA, CANALIZARI SI EPURAREA APELOR UZATE 2L INDUSTRIA LEMNULUI

33 CONSTRUCTII CIVILE 82 MASINI UNELTE SI UTILAJE PENTRU INDUSTRIA LEMNULUI

34 CONSTRUCTII DIN BETON ARMAT SI PRECOMPRIMAT 2M INDUSTRIA ALIMENTARA

35 CONSTRUCTII HIDROTEHNICE 83 TEHNICA PISCICOLA

36 CONSTRUCTII INDUSTRIALE SI AGRICOLE 84 TEHNOLOGII SI ECHIPAMENTE IN INDUSTRIA ALIMENTARA

37 CONSTRUCTII METALICE 2N TRANSPORTURI AERIENE, NAVALE, FEROVIARE SI RUTIERE

38 GEODEZIE, FOTOGRAMMERIE, CARTOGRAFIE SI TELEDETECTIE 85 AUTOMATIZAREA APARATELOR DE ZBOR

39 GEOTEHNICA SI FUNDATII 86 AUTOVEHICULE SI TRACTOARE

40 IMBUNATATIRI FUNCIARE 87 DINAMICA ZBORULUI AEROSPATIAL

41 INGINERIE SEISMICA SI SIGURANTA CONSTRUCTIILOR 88 HIDROMECANICA NAVALA SI STRUCTURI NAVALE

42 INSTALATII PENTRU CONSTRUCTII 89 LOCOMOTIVE SI VAGOANE

43 MASINI SI UTILAJE PENTRU CONSTRUCTII 90 MOTOARE CU REACTIE SI RACHETE, MOTOARE CU ARDERE INTERNA

44 MATERIALE PENTRU CONSTRUCTII 91 TELECOMENZI SI TEHNICA TRANSPORTURILOR

45 TOPOGRAFIE SI CADASTRU 92 PODURI

2F INGINERIE INDUSTRIALA 93 CAI FERATE

46 SIDERURGIE 94 DRUMURI SI AEROPORTURI

47 TEHNOLOGIA CONSTRUCTIILOR DE MASINI 95 CONSTRUCTII SUBTERANE

48 ECHIPAMENTE DE PROCES 96 MASINI AGRICOLE

49 AGREGATE, INSTALATII SI ECHIPAMENTE METALURGICE 2O STIINTE TEHNICE MILITARE

50 MASINI – UNELTE SI SISTEME FLEXIBILE DE PRODUCTIE 97 STIINTE TEHNICE MILITARE

Codul Comisiei : 2 Codul Subcomisiei : 2A, 2B, 2C, …. Codul Domeniului : 1, 2, 3, ….


TD-9

ANEXA 4

8.1. Programul de doctorat:


TD-10


TD-11


TD-12


TD-13

ANEXA 5

8.2. Stadiul tezei de doctorat:

Teza de doctorat este intr-un stadiu incipient la prima vedere, insa in urma studiului alocat intelegerii fenomenelor dintr-un domeniu cunoscut, privit dintr-un alt punct de vedere, nou pentru mine, au rezultat si vor mai rezulta in continuare lucruri pe care le consider foarte interesante. Asa cum reiese din programul de doctorat din anexa 4, am sustinut examenele planificate si anume: Procese aleatoare in luna ianuarie 2006, Teoria Vibratiilor in luna ianuarie 2007 si Teoria contactului elastic in luna Septembrie 2007. Mentionez ca acest ultim examen era propus initial pentru luna Martie 2008 insa am considerat ca este forte important sa am acest intreg bagaj de cunostinte inainte de a intocmi si a sustine unul dintre cele trei referate carora vreau sa le acord o atentie sporita si sa imi focalizez intreaga atentie in acest sens pentru a reusi sa abordez problemele pe care mi le-am propus.

Totodata am efectuat o documentare la zi si am adus elemente noi originale in domeniul estimarii caracteristicilor statice ale proceselor aleatoare, contributii pe care le-am inclus deja in primul referat pe care il voi sustine in cursul acestui an. Aceste lucruri s-au realizat in special pe baza unor inregistrari de vibratii efectuate in mod convenabil pe structura unui vehicul in timpul rularii, iar reultatele obtinute pana in acest moment intocmesc atat o parte a primului referat din planul de doctorat, cat si cateva lucrari cu care am participat la mai multe conferinte nationale.

De asemenea mentionez si cateva rezultate pe care le-am obtinut in domeniul analizei si modelarii sistemului dinamic vehicul-cale de rulare si interesul pe care il am in vederea dezvoltarii subiectului in acest sens. Sunt interesat in plus, de simularea numerica a neregularitatilor aleatoare ale profilului caii de rulare si in alegerea algoritmilor numerici potriviti pentru analiza contactului roata-cale de rulare. Experimentarile si prelucrarile de date care s-au realizat si se vor mai realiza in continuare vor contribui la validarea abordarilor teoretice pe care mi le-am propus in cadrul tezei de doctorat. In prezent ma pregatesc intens in vederea elaborasrii si strangerii de date importante necesare intocmirii referarelor pe care le am de sustinut in timpul estimat si alocat acestora, in acord cu institutiile decizionale cu care am colaborat in vederea semnarii documentelor initiale aferente intocmirii tezei de doctorat.


TD-14

ANEXA 6

8.3. Recomandarea conducatorului de doctorat:


TD-15

ANEXA 7

8.4. Prezentarea lucrarii de doctorat: (max. 10 pagini)

8.4.1. Stadiul actual al cunoasterii in domeniu pe plan national si international, raportat la cele mai recente referinte din literatura de specialitate.

INTRODUCERE

Pe plan mondial, stadiul de dezvoltare al vehiculelor feroviare este foarte avansat in comparatie cu ceea ce

se intampla pe plan national, fiind materializate diverse solutii tehnice care au rezolvat problemele care apar in timpul rularii acestora o data cu cresterea vitezei de circulatie. Este cunoscut faptul ca in timpul rularii unui vehicul in calea de rulare, datorita neuniformitatilor suprafetelor in contact se genereaza vibratii in cele doua structuri. Aceste vibratii sunt dependente pe de o parte de viteza de circulatie a vehiculelor si pe de alta parte de caracteristicile echipamentelor ce sunt necesare pentru a avea o rulare care sa prezinte siguranta in timpul circulatiei, sa nu aibe un efect nociv sau inacceptabil asupra marfurilor sau a calatorilor ce beneficiaza de aceste servicii si nici asupra mediului inconjurator. Pentru a indeplini aceste conditii s-au dezvoltat de-a lungul timpului o serie intreaga de norme internationale care se refera atat la caracteristicile elementelor componente ale structurilor implicate in rulare cat si a ansamblelor ce formeaza aceste structuri. In literatura de specialitate sunt foarte cunoscute normele internationale UIC si ORE care s-au elaborat in urma multor ani de experienta in domeniu si care trebuiesc respectate pentru a evita accidentele nedorite care pot aparea in exploatare.

Tendinta de imbunatatire a echipamentelor ce participa la realizarea rularii este in scopul sporirii vitezei de circulatie in conditii maxime de siguranta, motivatiile fiind in special economice deoarece acest lucru atrage dupa sine mai multi clienti care vor sa se deplaseze sau sa transporte marfuri, rapid si sigur si pe distante mari. Pe de alta parte, prin cresterea vitezei de circulatie a vehiculelor de cale ferata se produce o modificare a regimului de vibratii datorat parcurgerii acelorasi denivelari cu viteza diferita, adica se produce o modificare a excitatiei la nivelul contactului roata-sina, regim care se manifesta printr-o crestere a nivelului de vibratii care favorizeaza astfel transferul de sarcina intre cele doua roti ale aceleiasi osii, accentuand astfel amplificarea vibratorie a vehiculului cu efect negativ in siguranta rularii. Conform relatiei lui Nadal raportul dintre forta de ghidare si sarcina pe osie nu trebuie sa depasasca anumite valori admisibile date in functie de circulatia in calea de rulare sau peste aparatele de cale, valori rezultate in urma masuratorilor efectuate in cadrul Comitetelor ORE B 55 si B 136. Pentru reducerea nivelului acestor vibratii la viteze mari de circulatie, este necesar sa se adopte solutii tehnice constructive adecvate care sa fie capabile sa mentina in limite admisibile parametrii de siguranta si de confort in conformitate cu normele internationale mai sus mentionate.

De-a lungul timpului au aparut diverse solutii tehnice atat in infrastructura caii cat si la materialul rulant. Traversele din lemn au fost inlocuite cu traverse din beton armat precomprimat care a contribuit la pastrarea ecartamentului liniei desi amplifica poluarea fonica, dar astfel s-au putut realiza suduri intre tronsoanele de cale, eliminandu-se joantele, in special in curbe unde se manifesta mai pronuntat pseudoalunecarile longitudinale reducandu-se astfel nivelul de vibratii datorat punctelor de discontinuitate, in acest caz dilatatia longitudinala a caii, datorata diferentelor anuale de temperatura, se face in sensul de modificare a razelor de curbura. Pe de alta parte materialul rulant a suferit diverse modificari, de la un etaj de suspendare la trei etaje de suspendare care s-a dovedit a fi destul de instabil datorita numarului mare de grade de libertate, astfel ca cea mai des intalnita solutie tehnica din acest punct de vedere a unui vehicul este cu doua etaje de suspendare deci cu doua nivele de arcuri si amortizoare. S-au realizat imbunatatiri ale boghiurilor, trecandu-se de la boghiuri cu osii rigide la boghiuri cu conducere elastica a osiilor sau boghiuri cu osii orientabile care reduc oscilatia de serpuire a boghiurilor si au o mai buna asezare in cale in special in curbe unde avem de-a face cu o insuficienta de suprainaltare mai mare cu cat viteza de circulatie este mai mare aparand astfel o acceleratie necompensata transversala mai mare. Tot in acest scop s-au incercat solutii tehnice pentru cutiile vehiculelor feroviare realizandu-se o varianta cu traversa dansanta astfel ca in acest caz, cutia vehiculului se inclina inspre interiorul curbei la circulatia pe un astfel de tronson, reducand in acest fel efectul insuficientei de suprainaltare. In general solutiile sunt adoptate ca un compromis intre necesitatile tehnice contradictorii ale vehiculelor la circulatia in aliniament, in curbe sau peste aparatele de cale astfel incat parametrii importanti ai sistemelor rezultate in urma modificarilor impuse de adaptarea la conditiile din exploatare, sa nu depaseasca limitele admise de legislatiile europene sau internationale.

In ceea ce priveste etajele de suspendare ale vehiculelor feroviare avem de-a face cu diverse solutii tehnice. Cele mai cunoscute si mai raspandite din acest punct de vedere sunt solutiile cu arcuri elicoidale si amortizoare hidraulice care disipa energia de vibratie prin laminarea unui fluid de lucru. Sunt de asemenea foarte raspandite solutiile bazate pe arcuri in foi care au si rol de amortizare disipand energia de vibratie prin frecarea intre placutele de arc. Arcurile pe perna de aer sunt forte utilizate avand si rol de disipator de energie datorita transformarilor termodinamice ale aerului in perna de aer dar au si un rol de mentinere a cutiei vehiculului la o inaltime dorita in special la nivelul peronului. De asemenea se mai folosesc si arcuri de cauciuc care se bazeaza pe caracterul histeretic al cauciucului, avand astfel si rol de disipator de energie. Ca un varf tehnologic, in tarile cu traditie din punct de vedere feroviar s-au dezvoltat cateva variante bazate pe perna electrica ce utilizeaza caracteristicile electromagnetice ale componentelor de rulare, solutia MAGLEV, eliminandu-se astfel contactul intre partea fixa si partea mobila a sistemului dinamic care era responsabil pentru generarea vibratiilor in timpul rularii. Este


TD-16

binecunoscut faptul ca o rulare de o calitate mai buna se realizeaza prin micsorarea masei nesuspendate a vehiculului. Practic in aceasta varianta, nu exista masa nesuspendata deci in consecinta asistam la o rulare de o calitate remarcabila. Rularea este sigura si nu exista pericolul de deraiere.

La nivelul osiilor s-a incercat o serie intreaga de modificari care au dus la rezultate mai bune in ceea ce priveste calitatea rularii; in primul rand, modificarea sistemului de franare prin inlocuirea sabotilor cu discuri si placute de franare, eliminandu-se astfel rolul distructiv pe care il au sabotii de frana asupra calitatii suprafetei de rulare. Rotile au suferit diverse modificari, in special rotile cu bandaj, realizandu-se diverse solutii de interpunere a unor elemente de cauciuc sau material disipativ intre obada rotii si bandaj rezultand astfel o reducere a nivelului de vibratii, dar avand in vedere masele mari ale materialului rulant este necesara o mentenanta corectiva frecventa; acest lucru conduce la o crestere destul de mare a costurilor de exploatare a vehiculelor echipate cu aceste variante de roti. Practic cele mai stabile tipuri de roti sunt cele monobloc insa acestea au marele dezavantaj ca trebuie inlocuite in momentul in care uzura ajunge in limite maxime. La rotile cu bandaj este evitata aceasta problema, la uzuri maxime se schimba numai bandajul printr-o operatiune destul de simpla, insa toate bandajele sunt verificate superficial la fiecare 100 km si amanuntit la fiecare plecare in cursa, metoda de varificare este mult mai complicata cu cat viteza de circulatie este mai mare, fiind cunoscute accidente feroviare cu efecte foarte grave cauzate de ruperea bandajelor.

De asemenea profilul suprafetei de rulare este special in functie de profilul si de inclinarea caii. Pentru prima data profilele suprafetelor de rulare au fost conice. S-a constatat ca uzura este mai pronuntata la aceste profile si dupa un timp se ajunge la un profil stabilizat din punct de vedere al uzurilor. In acest fel a aparut profilul de uzura care este construit in urma studiului uzurilor pe cai de rulare cu diverse caracteristici, standardizandu-se mai multe tipuri de profile ale suprafetelor de contact ale bandajelor rotiilor in functie de tipurile de profilele de cale. Profilele de uzura au mai multe avantaje dintre care mai importante sunt eliminarea bicontactului intre roata si sina la consumarea jocului osiei in cale si realizarea unei forte de centraj ca urmare a formei concave a suprafetei de rulare si a racordarii buzei de ghidare cu panta variabila. In cazul profilelor de uzura, racordarea buzei rotii avind o forma concava cu panta variabila, la orice decalaj al osiei in cale se va constata o modificare a celor doua puncte de contact, care are ca urmare o rulare pe inclinari diferite ale axelor normale la suprafetele de contact ale sinelor in aceste punctele. Din acest motiv, componentele sarcinilor normale pe roti nu vor mai fi egale, diferenta celor doua componente se va constitui intr-o rezultanta ce tinde sa aduca osia mereu in pozitie nominala. Aceasta forta este cunoscuta in literatura de specialitate sub numele de forta de centraj a osiei in pozitie nominala in cale. Totusi unele vehiculele motoare care au nevoie de acceleratii mai mari sau de franari mai rapide fara a aluneca in cale, au ramas pe profile conice ale bandajelor rotilor deoarece in acest caz, semiaxa mare a elipsei de contact este indreptata in lungul caii si sporeste forta de aderenta in aceasta directie dar scade aderenta in directie transversala, deci este mai instabila la vibratiile de serpuire si clatinare decat in cazul in care ar avea profile de uzura.

CARACTERIZAREA SOLUTIILOR TEHNICE AVANSATE In fiecare tara avansata din punct de vedere economic s-au dezvoltat solutii tehnice similare de vehicule

feroviare cu viteza de circulatie sporita. Dupa lansarea in 1981 a primei linii TGV intre Paris si Lyon, reteaua TGV a fost dezvoltata progresiv

pentru a asigura un serviciu regulat intre numeroase orase din Franta, eliminand aproape complet trenurile Corail de pe principalele linii radiale ale sistemului.

Succesul primei linii a antrenat o expansiune rapida a retelei, prin construirea de noi linii de mare viteza spre sudul, vestul si nordul tarii. Dornice de a impartasi succesul retelei franceze, tarile vecine, ca Belgia, italia si Elvetia si-au racordat sistemul feroviar cu cel francez. TGV deserveste si Germania si Olanda sub marca Thalys, si Regatul Unit sub marca Eurostar. Datorita efectului benefic pe care l-a avut dezvoltarea vehiculelor si cailor ferate, numeroase linii noi sunt in stadiul de proiect atat in Franta cat si pe plan mondial.

TGV-ul poate rula la viteze comerciale de pana la 320 km/h, lucru posibil prin folosirea liniilor de mare viteza LGV, care au raza de curbura foarte mare si o serie de echipamente speciale ce permit trenurilor sa ruleze la viteze foarte mari. Aceste echipamente constau in motoare electrice foarte puternice, un centru de greutate situat foarte jos, suspensii pneumatice, vagoane articulate si semnalizarea situata la bordul trenurilor, deoarece mecanicii nu o pot observa semnalele situate in lateral, in lugul caii.

Trenurile sunt construite de Alstom, chiar daca Bombardier are o contributie importanta, la fel ca si multi alti subcontractanti. Cu exceptia a trei trenuri postale, TGV este exclusiv un serviciu de transport calatori. Trenuri derivate din TGV circula si in Coreea de Sud (KTX), in Spania (AVE) si in SUA (Acela Express).

In urma crizei petroliere din 1973, s-a decis sa se revina la tractiunea electrica prin pantograf. Motivele erau mai mult de ordin politic decat tehnic sau economic: in acea perioada, costul energiei nu reprezenta decat 5 % din costul tractiunii, si costul unui tren electric era cu 10% mai mare decat cel al unui tren diesel, pentru o capacitate inferioara si fara a introduce in calcul costul instalatiilor fixe.

Trecerea la tractiunea electrica a impus noi experimente in diferite domenii. SNCF a transformat in 1974 un automotor Z 7100 pentru a construi prototipul numit Zébulon, care a permis testarea mai multor inovatii:

• motoarele suspendate pentru a usura sarcina boghiurilor • pantografele cu doua etaje, • suspensii si sisteme de franare noi si performante.

Motoarele suspendate au redus cu 2,95 tone masa locomotivelor. Zébulon a parcurs aproximativ 1.000.000


TD-17

km in cursul testelor. In 1976, guverul francez a decis lansarea proiectului, aproband constructia primei linii intre Paris si Lyon

(LGV Sud-Est). Proiectul a fost finantat integral de SNCF, in mare parte din imprumuturi bancare. Acest lucru a dus la indatorarea societatii, ceea ce a determinat guvernul sa reformeze sistemul in 1997, creand o societate specializata de infrastructura: Réseau ferré de France (RFF). RFF nu poate finanta decat proiecte a caror rentabilitate este asigurata. Acest lucru a dus la cofinantarea de catre diversele regiuni a liniei TGV Est, care are ca data de deschidere si inaugurare, anul 2007.

Particularitatea automotoarelor TGV este ca au in componenta doua locomotive cu doua boghiuri care

incadreaza o portiune articulata. Boghiurile intermediare sunt comune pentru doua vagoane consecutive. Articulatia este si ea originala, permitand o amortizare mai buna. Acest sistem prezinta mai multe avantaje :

• permite reducerea numarului de osii, coborarea centrului de greutate si micsorarea suprafetei frontale a trenului permitand astfel reducerea consumului;

• nici un calator nu este asezat pe boghiu si sunt limitate vibratiile transmise, imbunatatind confortul; • trenul este foarte rezistent la torsiune, ceea ce ii imbunatateste comportarea in caz de deraiere.

Doua rame pot fi cuplate pentru a mari capacitatea. Din pacate, pentru a desparti vagoanele este nevoie de instalatii capabile sa ridice intregul tren, locomotivele sunt cuplate si pot fi despartite de tren cu sistemul clasic. TGV-ul este complet compatibil cu instalatiile feroviare clasice de pe liniile electrificate.

Primele trenuri TGV functionau cu motoare de curent continuu alimentate de redresoare reversibile. La sfarsitul anilor 1980, dezvoltarea electronicii a permis inlocuierea acestuia cu un motor sincron.

Utilizarea motoarelor sincrone prezenta mai multe avantaje: • Motorul este mai simplu si mai usor la aceeasi putere:

o TGV-SE : 12 motoare de curent continuu de 535 kW si 1560 kg. o TGV-A : 8 motoare de 1100 kW si 1450 kg.

• Cuplu mare la pornire. • Absenta colectorilor electrici, deci nu sunt probleme de comutatie. • Ameliorarea factorului de putere (mai mic de 0,8 pentru TGV-SE, mai mare de 0,95 pentru TGV-A).

Totusi, motoarele sincrone sunt mai scumpe si necesita mai multa intretinere decat cele asincrone. Acest tip de tren foloseste linii construite special pentru el numite LGV (Lignes à grande vitesse) pe care poate atinge viteze de ordinul a 300 km/h. Raza minima a virajelor este de 4000 m, iar semnalizarea feroviara este imbarcata la bordul trenurilor. Liniile cele mai moderne permit atingerea unor viteze de croaziera de 320 km/h, sunt ingradite pentru a nu exista accidente cu animale salbatice si nu au treceri la nivel.

Recordul mondial de viteza pe calea ferata, care dateaza din 18 mai 1990 (515,3 km/h) a aratat ca liniile de mare viteza sunt capabile din punct de vedere mecanic sa suporte viteze mult mai mari decat cele curente.

Principalele obstacole in calea maririi vitezei de circulatie sunt: • franele, care au dificultati in disiparea energiei la peste 350 km/h, • rezistenta aerodinamica, proportionala cu patratul vitezei, care are efecte asupra consumului de energie, • mentenanta caii de rulare, care ajunge la costuri prohibitive peste o anumita viteza, • poluarea sonora care creste odata cu viteza si care face obiectul unor reglementari din ce in ce mai stricte, • contactul problematic pantograf-linie si roata-sina.

TGV-ul poate de asemenea sa foloseasca reteaua feroviara clasica la viteza maxima pentru sectiunea respectiva (pana la 220 km/h in functie de traseu si tipul de semnalizare).

Pentru a spori viteza de circulatie si a avea un confort mai bun in interiorul unui vehicul feroviar de mare

viteza s-a conceput o varianta care sa elimine contactul hertzian intre vehicul si calea de rulare aparind in jurul anilor 80 primele tipuri de vehicule care au folosit instalatii electromagnetice atat in partea de suspensie cat si in partea de propulsie numite trenuri cu levitatie magnetica.

Un tren cu sustentatie magnetica, sau Maglev, este un tren care utilizeaza campuri magnetice puternice pentru a-si asigura sustentatie si avansarea. Spre deosebire de trenurile clasice, nu exista contact cu sina, ceea ce reduce fortele de frecare si permite atingerea unor viteze foarte mari (550 km/h). Deoarece nu pot fi folosite cu infrastructura existenta, trenurile Maglev trebuie concepute de la zero. Termenul de maglev nu se refera numai la vehicule, ci si la interactiunea dintre acestea si calea de rulare. Aceasta interactiune este foarte importanta, fiecare componenta fiind proiectata in functie de cealalta pentru a crea si controla levitatia magnetica.

Cercetarile asupra trenurilor cu sustentatie magnetica au inceput in 1922 prin lucrarile germanului Hermann Kemper. Acesta a depus un brevet pe 14 august 1934. Lucrarile sale au fost intrerupte din cauza celui de-al doilea razboi mondial.

Exista 3 tehnologii principale maglev:

• o tehnologie care se bazeaza pe electromagneti adaptabili (suspensie electromagnetica sau EMS). Exemplu: Transrapid

• o tehnologie care se bazeaza pe magneti superconductori (suspensie electrodinamica sau EDS). Exemplu: JR-Maglev.

• o tehnologie mai noua, potential mai ieftina, care foloseste magneti permanenti (Inductrack). Japonia si Germania sunt deosebit de active in domeniu, producand mai multe idei. Una din aceste idei


TD-18

consta in ridicarea trenului prin fortele de respingere si de atractie generate de magneti cu aceeasi polaritate, respectiv cu polaritati opuse. Trenul poate fi pus in miscare de un motor liniar instalat pe sine sau pe vagon.

Greutatea electromagnetilor de mari dimensiuni este o problema majora. Este nevoie de un camp magnetic foarte puternic pentru a levita un tren de mari dimensiuni, de aceea se folosesc de obicei materiale superconductoare pentru electromagneti eficienti.

Fata de trenurile clasice, trenurile cu levitatie magnetica ofera: Avantaje:

• Viteze mai mari • Acceleratii mai mari • Pot urca pante mai abrupte • Nu exista riscuri de deraiere • Randament energetic superior • Mai putina poluare sonora la viteze egale Inconveniente • Pretul infrastructurii este foarte ridicat • Incompatibilitatea cu retelele traditionale, trebuie construite cai de rulare noi • Nu este adaptat la transportul de marfa.

Cele mai cunoscute marci din domeniu sunt: • Transrapid este un proiect german (Siemens) care nu si-a gasit nici o utilizare in Germania. Un proiect

pe linia Berlin-Hamburg fusese aprobat in 1994 dar a fost ulterior abandonat, datorita lipsei fondurilor. Primul serviciu comercial a fost inaugurat in ianuarie 2003 in China, la Shanghai. Lungimea liniei este de 30 km si uneste orasul cu aeroportul sau.

• Maglev este un proiect japonez, a fost contruita o linie experimentala, pe care s-a atins viteza record de 581 km/h in 2003. Obiectivul final este constructia unei linii Tokyo-Osaka, parcursa intr-o ora.

• Proiectul Swissmetro utilizeaza aceleasi tehnologii ca si cele anterioare, dar si tunele vidate pentru a reduce frecarea cu aerul, care este foarte mare la viteze mai mari de 500 km/h.

• Inductrack este un sistem de levitatie magnetica complet pasiv folosind bobine nealimentate pe sine si magneti permanenti pe tren. Inductrack a fost inventat de fizicianul Richard E. Post, de la Laboratorul National Lawrence Livermore. Este nevoie de putere numai pentru a contracara frecarea cu aerul. Forta de levitatie creste odata cu viteza

ASPECTE PRIVIND PROBLEMELE STUDIATE IN LITERATURA DE SPECIALITATE Daca vorbim de Romania, de realizarile in domeniu si de nivelul de dezvoltare pe care societatile romanesti

de cai ferate il au in ceea ce priveste tehnologia si performanta echipamentelor, se poate spune ca acest nivel este foarte scazut, oarecum incipient comparativ cu realizarile in domeniu pe plan mondial. Daca in tarile cu traditie feroviara, la sfarsitul anilor 80 se atingeau viteze de 500 km/h iar viteza de croaziera atingea 300 km/h, la noi in tara inca nu se depaseste acum 140 km/h, viteza maxima de circulatie adoptata cu mai putin de 10 ani in urma dupa efectuarea modernizarilor effectuate pe tronsonul de cale Bucuresti-Constanta. Totusi contrastul nu este unul puternic decat in comparatie cu tarile dezvoltate, pe plan mondial, in general, situatia fiind comparabila cu cea din tara noastra.

Pentru a adopta una din metodele avansate descrise anterior este necesar un fond material foarte consistent de care SNCFR sau Romania nu dispune la momentul de fata, sau cel putin eu apreciez ca nu are un caracter prioritar in urmatorii 20 de ani. In consecinta, singura posibilitate plauzibila de a imbunatati transportul feroviar este modernizarea vehiculelor si infrastructurii caii ce sunt deja in exploatare pentru a putea reduce pe de-o parte, nivelul de vibratii iar pe de alta parte, pentru a spori viteza de circulatie a vehiculului, necesitate dictata de catre evolutia transporturilor alternative si a nevoilor tot mai stricte ale celor care pot folosi un astfel de mijloc de transport.

Pentru a se putea spori viteza de circulatie a materilului rulant este necesar pe de o parte un studiu amanuntit al contactului dintre roata si cale care este responsabil cu generarea vibratiilor ce se manifesta la vehiculele feroviare iar pe de alta parte un studiu amanuntit al elementelor elastice si disipative ce intra in componenta materialului rulant. Cu alte cuvinte, modernizarea vehiculelor feroviare clasice existente in stadiul actual pe teritoriul tarii noastre in scopul dictat de nevoia de a avea viteze cat mai mari de circulatie, poate fi realizata prin doua metode. Prima metoda se refera la modernizarea sistemelor de rulare astfel incat generarea vibratiilor sa aiba un caracter diminuat iar a doua metoda se refera la modernizarea partii disipative care sa fie bine pusa la punct astfel incat vibratiile generarate la nivelul contactului sa fie insotite de o reducere semnificativa a transmisibilitatii catre nivelurile superioare ale vehiculelor. In consecinta acest studiu pe care l-am initiat are doua tendinte si anume, o analiza atat a aspectelor privind partea de contact a rularii unui vehicul cat si un studiu privind elementele elastice si disipative care pot echipa un vehicul feroviar.

Este foarte important de mentionat faptul ca aceste aspecte nu se refera numai la nivelul srtucturilor si echipamentelor feroviare din Romania ci se refera la cazul generalizat de studiu al fenomenelor ce apar in timpul rularii oricarui vehicul, singura diferenta fiind de natura structurala a achipamentelor ce intra in componenta


TD-19

acestuia. De asemenea cresterea vitezei de circulatie influenteaza cu o pondere mai mare anumite aspecte ale dinamicii vehiculului dar in principiu sunt urmarite si studiate aceleasi aspecte si fenomene ce apar in timpul rularii.

Literatura de specialitate de actualitate este foarte bogata in studii foarte interesante, foarte multe publicatii din tara dar in special din strainatate trateaza cu deosebit interes problemele de contact intre roata si cale care este o problema sensibila si constituie inca un punct de atractie pentru foarte multi specialisti in domeniu:

• problemele de contact intre roata si cale in aliniament [1-4] si la trecerea peste aparatele de cale [5], [6] sau peste lucrari de arta [7], [8].

• problema suspensiilor este studiata cu larg interes aceasta jucand un rol foarte important in dinamica vehiculelor feroviare de mare viteza [9]

o controlul activ al vibratiilor maselor ce intra in componenta vehiculelor feroviare [10] o studii deosebit de interesante privind problemele de amortizare in suspensii [11], [12] o studii de disipare in amortizoare cu frictiune [13] o studii de disipare in amortizoare vascoase [14]

• probleme de captare a curentului electric, adica studiul problemelor vibratorii ce apar la contactul dintre pantograf si catenara [15], [16],

• studii ale sinelor de cale ferata si infuenta iregularitatilor lor asupra sistemelor componente aferente [17]

• studii de vibratii induse de vehicule catre mediul inconjurator [18], [19] • studii vibratorii pentru rularea pe cai ferate subterane sau tuneluri [20].

Acestea aspecte amintite mai sus reprezinta in mare o parte a problemelor deosebit de importante abordate de catre renumiti profesori si cercetatori de renume mondial care publica articole de foarte mare interes si actualitate in cele mai cunoscute si apreciate publicatii din domeniul mecanicii.

REFERINTE

1. Baeza, L., Roda, A, Nielsen, J.C.O, Railway vehicle/track interaction analysis using a modal substructuring approach, Jurnal of Sound and Vibration 293 (2006) 112-124

2. Baeza, L., Roda, A., Carballeira, J., Giner, E., Railway train-track Dynamics for wheelflats with improved contact model, Nonlinear Dynamics (2006), No. 45, 385-395

3. Wu., T.X., Thompson, D.J., On the parametric excitation of the wheel/track system, Jurnal of Sound and Vibration 278 (2004) 725-747

4. Ziyaeifar, M., Interaction study of train-bridge-track systems using Maxwell model, Vehicle System Dynamics, Vol. 43, No. 11, November 2005, 771-794

5. Sallstrom, J.H., T., Ekh, M. and Nielsen, J.C.O., 2004 State-of-the-art on railway turnouts- dynamics and damage. Report 2004:8, Departament of Applied Mechanics, Chalmers University of Technology, Goethenburg, Sweden, 50 pp.

6. Kassa, E., Andersson, C., Nielsen, J.C.O, Simulation of dynamic interaction between train and railway turnout, Vehicle System Dynamics, Vol. 44, No. 3, March 2006, 247-258

7. Lee, C.H., Kawatani, M., Kim, C.W., Nishimura, N., Kobayashi, Y., Dynamic response of a monorail steel bridge under a moving train, Jurnal of Sound and Vibration 294 (2006) 562-579

8. Piosson, F., Margiocchi, F., The use of dynamic dampers on the rail to reduce the noise of steel railway bridges, Jurnal of Sound and Vibration 293 (2006) 944-952

9. Tajima, J., Momiyama, F., Yuhara, N., A new solution for two-bag air suspention system with leaf spring for havy-duty vehicle, Vehicle System Dynamics, Vol. 44, No. 2, February 2006, 107-138

10. Peiffer, A., Storm, S., Roder, A., Maier, R., Frank P.G., Activ vibration control for high speed train bogies, Smart Material Structures, No. 14 (2005) 1-18

11. Yung, V., Cole, D., Modelling high frequency force behaviour of hydraulic automotive dampers, Vehicle System Dynamics, Vol. 44, No. 1, Ianuary 2006, 1-31

12. van Kasteel, R., Cheng-Guo, W., Lixin, Q., Jin-Zhao, L., Guo-Hong, Y., A new shock absorber model for use in vehicle dynamics studies, Vehicle System Dynamics, Vol. 43, No. 9, September 2005, 613-631

13. Lopez, I., Busturia, J.M., Nijmeijer, H., Energy dissipation of a friction damper, Jurnal of Sound and Vibration 278 (2004) 539-561

14. Hryniewicz, Z., Dynamic analysis of system with deterministic and stochastic viscoelastic dampers, Jurnal of Sound and Vibration 278 (2004) 1013-1023

15. Seo, J.H., Kim, S.W., Jung, L.H., Park, T.W., Mok, J.Y., Kim, Y.G., Chai, J.B., Dynamic analysis of a pantograph-catenary sistem using absolute nodal coordinates, Vehicle System Dynamics, Vol. 44, No. 8, august 2006, 615-630

16. Teichelmann, G., Schaub, M., Simeon, B., Modeling and simulation of railway cable systems, ZAMM No. 12, 864-877 (2005)

17. Jin, X.S., Wen, Z.F., Wang, K.Y., Effect of track iregularities on initiation and evaluation of rail corrugation, Jurnal of Sound and Vibration 285 (2005) 121-148

18. Karlstrom, A., Bostrom, A., An analytical model for train-induced ground vibrations from railways, Jurnal of Sound and Vibration 292 (2006) 221-241

19. Xia, H., Zhang, N., Cao, Y.M., Experimantal study of train-induced vibration of enviroments and buildings, Jurnal of Sound and Vibration 280 (2005) 1017-1029


TD-20

20. Hussein, M.F.M., Hunt, H.E.M., A power flow method for evaluating vibration from underground railways, Jurnal of Sound and Vibration 293 (2006) 667-679

8.4.2. Contributiile potentiale raportate la cele mai recente realizari existente in fluxul principal de publicatii.

Pot mentiona ca activitatea mea profesionala ma ajuta foarte mult in studiul fenomenelor pe care doresc sa le abordez atat in urmatoarele referate din programul de doctorat cat si in activitatea mea stiintifica. Am un mare interes fata de noile dispozitive SERB care pot constitui, din punctul meu de vedere, baza mai multor inovatii in ceea ce priveste amortizarea de vibratii la vehiculele feroviare. Din momentul anagajarii mele in aceasta activitatea de cercetare, am studiat si am ajutat la realizarea corespunzatoare a multor tipuri de dispozitive SERB intr-un colectiv foarte activ, multe din solutiile propuse de noi fiind deja in exploatare cu rezultate deosebite. Dintre aceste solutii tehnice pot mentiona izolarea unei forje la interprinderea IUS Brasov cu rezultate remarcabile ce constau in reducerea substantiala a vibratiilor transmise catre mediul inconjurator, de aproximativ 12 ori mai mult decat la alta forja similara din apropiere izolata cu dispozitive Gherb (una din cele mai importante firme din domeniul izolarii de cladiri si utilaje). Aceasta solutie a fost garantata 10 ani si functioneaza deja de 4 ani fara nici o defectiune sau modificare a parametrilor.

Am colaborat in vederea elaborarii a doua solutii tehnice de izolare antivibratorie, aceste solutii fiind deja

in curs de adoptare si sunt printre cele mai importante realizari in domeniu pe plan mondial: • Un sistem de izolare al scaunelor elicopterelor firmei Eurocopter din Franta, rezultatele

obtinute in urma incercarii prototipului, rezultatele au fost multumitoare pentru ei, urmand o a doua etapa a proiectului de a testa un scaun cu patru astfel de dispozitive. Solutia satisface mai multe cerinte restrictive si anume:

o Reducerea vibratiilor de 20 Hz provenite de la motorul aparatului de zbor. o Gabarit si masa cat mai mici o Sageata statica mica maxim 3 mm

Prototipul care este o inventie a acestui colectiv de colaboratori din care fac parte, are frecventa proprie de 9 Hz pentru o masa de 20 kg, are o sageata statica de 2,7 mm, reduce vibratia armonica de 20 Hz de cca 3,6 ori, are un gabarit extrem de redus, este un cilindru de h=50 mm si d=90 mm, greutatea finala fiind considerata la 450 g in urma utilizarii unor materiale usoare.

• Un sistem de izolare a bazei unei cladiri situata in str. Zagazului, Pipera, situata deasupra traseului liniilor de metrou intr-o zona unde sunt resimtite, atat vibratiile cat si zgomotele ce provin de la rularea ramelor de metrou. Mentionez ca sistemul de amortizare a vibratiilor ce pot provin si de la un cutremur este deja adoptat, in acest moment studiem si incercam diferite solutii de izolatoare fonice pe care sa le utilizam la izolarea fonica a acestei cladiri.

• Un sistem de reducere a vibratiilor unei tevi transportoare de apa, actionata cu o pompa cu piston la o inaltime de circa 50 m, care periclita siguranta angajatilor (prin faptul ca putea refula o substanta toxica in urma distrugerii), la uzina de Apa Grea, din Drobeta Turnu-Severin, urmand sa adoptam solutii pentru izolarea vibratorie a unor ventilatoare de mari dimensiuni. Momentan colaborarea a fost sistata din lipsa de fonduri urmand sa se reia in viitorul apropiat.

Sunt coautor la diverse lucrari cu care am participat la conferinte nationale si internationale si de asemenea

colaborator in multe contracte si granturi ale institutului in care imi desfasor activitatea. Desigur ca am in vedere anumite idei pe care doresc sa le studiez si sa le pun in practica in timpul cel mai

scurt posibil. In general aceste idei se refera la izolari de vibratii ale structurilor si utilajelor feroviare, adica aplicatii ale vibratiilor (domeniu in care ma specializez acum) in transportul feroviar (domeniu in care am fost pregatit in timpul studiilor universitare). Dintre aceste idei pot mentiona:

• Reducerea vibratiilor de recul si serpuire a cutiei vehiculelor prin utilizarea tampoanelor de tren bazate pe dispozitive de tip SERB. Intentionez sa studiez si sa elaborez un sistem de cuplare a vagoanelor pe tampoane astfel ca intregul tren sa ocupe in curba o pozitie de secanta. Consider ca folosirea unor astfel de tampoane pot reduce semnificativ vibratiile de recul, eliminandu-se ciocnirile intre vagoane si poate reduce vibratiile de serpuire, datorita unui cuplu mecanic ce apare la orice modificare a unghiului dintre planele verticale (o curbare) ale oricaror doua vagoane alaturate. Ca urmare a fortelor elastice din aceste dispozitive (tampoane) SERB apare la orice curbare intre vagoane in plan orizontal un cuplul mecanic, care aparent tinde sa creasca unghiul de atac al primei osii de la locomotiva, dar avand in vedere pozitia vehiculului motor in curba, se intrevede chiar posibilitatea de a se micsora acest unghi de atac al primei osii motoare, la rularea pe aceste tronsoane de cale. Singura problema a aceastei variante, apare o forta transversala ce solicita in plus buza rotii, dat fiind faptul ca profilul rotii vehiculului motor este conic, deci nu prezinta forte de centraj. Aceasta forta suplimentara, cumulata cu celelalte forte nu trebuie sa depasasca o anumita valoare impusa in normele UIC de siguranta a rularii si impune rigiditatea in


TD-21

dispozitivul SERB, ca un compromis intre nevoile oarecum contradictorii de rulare in aliniament (rigiditate mei mare) si in curbe (rigiditate mai mica). Acest tip de dispozitiv poate fi aplicat foarte usor si sigur la vehiculele feroviare de mare viteza unde razele de curbura minime ale caii de rulare sunt de 4000 m (deci avem de a face cu cupluri mici intre tampoane) fata de 180 m cum este adoptat si aplicat prin normele internationale de siguranta pentru rularea vehiculelor ordinare asa cum sunt si la noi in tara.

• Reducerea vibratiilor de serpuire a boghiului si cutiei utilizand controlul activ, prin intermediul dispozitivelor cu lichid magnetoreologic, acest tip de amortizoare s-au studiat in institut cu ceva timp in urma si prin achizitionarea altora noi, urmeaza o noua etapa de studiu de care eu personal, sunt deosebit de interesat deoarece este cunoscut faptul ca miscarea de serpuire a osiilor simple utilate cu profiluri de uzura, trece din stabila in instabila, la 130 km/h, deci este vital sa existe un control al vibratiilor de serpuire pentru a putea spori viteza de circulatie a vehiculelor axistente la noi in tara.

• Adaptarea dispozitivelor de tip SERB in suspensia cutiei vehiculului pentru reducerea vibratiilor verticale ale cutiei (galop saltare si ruliu). Avand in vedere ca rigiditatea dispozitivelor de tip SERB sunt polinomiale de grad superior, cu panta variabila, mica la inceput si mai mare pentru deplasari mai mari, acestea se pot folosi in paralel cu sistemele deja existente si nu fac altceva decat sa amortizeze vibratiile ce se transmit de la etajele inferioare de suspendare. Pentru deplasari mici, nu influenteaza decat amortizarea vibratiilor iar pentru deplasari mai mari influenteaza si rigiditatea totala a suspensiei.

• Amortizarea caii de rulare cu dispozitive de tip SERB. In prezent vibratiile caii sunt amortizate prin frecarea traverselor de stratul de balast sau deloc la trecerile peste poduri si lucrari de arta. Pentru viteze mari este necesara adoptarea unei solutii tehnice care aduce o amortizare mai buna atat caii de rulare cat si vehiculelor rulante, iar dispozitivele SERB sunt forte potrivite din acest punct de vedere pentru ca:

o sunt usor de realizat si conduc la preturi de cost relativ mici o nu necesita menenanta preventiva sau corectiva o sunt stabile in timp din punct de vedere al performantelor fizice. Acest studiu este deosebit de interesant si pentru izolarea vibratorie catre mediul

inconjurator a liniilor de metrou, fiindca nu este inca pusa la punct o solutie viabila de izolare de acest tip, in mai toate orasele care lumii beneficiaza de transport subteran, exista o poluare vibratorie care este deranjanta din cauza traficului ridicat al ramelor de metrou.

De asemenea este cunoscut faptul ca vibratiile si poluarea fonica pe poduri si lucrari de arta in timpul rularii unui vehicul au un nivel foarte ridicat, amortizarea su dispozitive SERB pe aceste constructii speciale poate fi o solutie foarte interesanta si de larg interes.

Toate aceste probleme urmeaza a fi dezbatute si studiate in cel mai scurt timp in cadrul departamentului de

vibratii al institutului in care imi desfasor activitatea, rezultatele estimate de noi sunt unele interesante care se vor materializa atat in lucrari stiintifice care vor fi trimise catre cele mai importante reviste in domeniu, insa scopul principal este de a incerca o colaborare cu diverse institutii beneficiare si decizionale de a pune in practica rezultatele cercetarilor noastre.

8.4.3. Obiectivele si activitatile de cercetare din cadrul programului:

An * Obiective (Denumirea obiectivului)

Activitati asociate * *

1. Intocmirea modelului dinamic vehiculul-cale de rulare 3000

2. Validarea modelului dinamic vehicul cale de rulare prin rezultate experimentale 2000

1. Modelarea sistemului dinamic vehiculul-cale de rulare

3. Modificarea parametrilor in modelul dinamic si interpretarea rezultatelor 2083 1.

2.

2007 2.

3. 1. Simularea numerica a neregularitatilor aleatoare ale profilului caii de rulare 4000 2. Intocmirea algoritmilor numerici pentru analiza contactului roata-cale de rulare 4000

2008

1.Analiza raspunsului dinamic roata-cale de rulare utilizand programe originale de simulare nuerica

3. Modificarea parametrilor in programele utilizate si interpretarea rezultatelor 2000


TD-22

1. Efectuarea unor inregistrari de vibratii pe un vehicul de cale ferata existent in exploatare 12 000 2. Elaborarea programelor de achizitie si prelucrare de date 4000

2. Analiza experimentala a raspunsului dinamic roata-cale de rulare pe baza inregistrarilor de vibratii efectuate pe structuri existente in exploatare

3. Interpretarea rezultatelor in urma prelucrarilor si compararea lor cu cele optinute prin modelare matematica si simulare numerica 2334 1. Analiza eficientei dispozitivelor montate pe modele experimentale 3000 2. Analiza eficientei dispozitivelor montate pe structuri reale pe baza modelelor experimentale 2500

1. Analiza solutiilor tehnice de imbunatatire a structurilor reale in urma studiilor efectuate

3. Alegerea solutiilor optime de sisteme ce pot echipa vehiculele feroviare existente in exploatare 1583 1.

2.

2009 2.

3.

* Se completeaza pentru toti anii financiari pentru care s-a solicitat finantarea; * * Activitatile de cercetare, corespunzatoare obiectivelor stiintifice, delimiteaza fazele/etapele atingerii obiectivului. Fiecarui obiectiv ii corespund mai multe activitati de realizare; fiecarei activitati ii corespunde o valoare 8.4.4. Modul de valorificare / diseminare a rezultatelor cercetarii (publicarea de articole, participarea la conferinte, finalizarea lucrarii de doctorat):

In urma rezultatelor cercetarii sunt estimate:

• aparitia a cel putin un articol in cele mai importante reviste de specialitate cotate ISI; • aparitia mai multor articole in diverse reviste si publicatii; • participarea la mai multe conferinte stiintifice nationale si internationale; • finalizarea lucrarii de doctorat in cel mai scurt timp posibil;

Se mai doreste: • a se incerca posibilitatea de a atrage interesul institutiilor beneficiare si decizionale in scopul aplicarii

acestor rezultate teoretice si experimentale obtinute; • incercarea de a atrage interesul unor specialisti in domeniu din strainatate pentru a largi spectrul

cercetarilor si al colaborarilor;


TD-23

ANEXA 8

10. Activitatea stiintifica a titularului de proiect:

10.1. Premii obtinute la manifestari stiintifice/artistice.

Un grant de mobilitati CNCSIS pentru deplasare si sustinerea lucrarii nr.12 de la campul 10.2, lucrare acceptata si va constitui un capitol din publicatia cotata ISI, SPRINGER VERLAG book

10.2. Participarea cu lucrari la sesiuni de comunicari stiintifice/artistice.

1. Daniel BALDOVIN, Influenta diametrului rotilor asupra vitezei de circulatie a vehiculelor, Sesiunea de comunicari stiintifice U.P.B., Transporturi, Material Rulant de cale ferata, mai 2002

2. Daniel BALDOVIN, Proiectarea transmisiei electrice pe locomotiva Diesel Electrica LDE 060 DA in scopul obtinerii unei viteze de circulatie de 140 km/h, Sesiunea de comunicari stiintifice U.P.B., Transporturi, Material Rulant de cale ferata, mai 2003

3. Daniel BALDOVIN, Dan DUMITRIU, Experimental analysis of dynamic response of a railway car, The Annual Simposium of the Inst. of Solid Mechanics, SISOM-2004, Bucuresti, 15-16 mai.

4. Daniel BALDOVIN, Tudor SIRETEANU, Gheorghe GHITA - Evaluation of some aspects of railway car dynamics by vibration measurements -The Annual Simposium of the Inst. of Solid Mechanics, SISOM-2003, Bucuresti, 15-16 mai , pp.189-196

5. Daniel BALDOVIN, Tudor SIRETEANU, Gheorghe GHITA, Estimation of railway spectral density by vibration measurements, International Simposium of the Inst. of Solid Mechanics, SISOM-2004, Bucuresti, 20-21 mai 2004

6. V.SERBAN, T. SIRETEANU, Ghe. GHITA, D. BALDOVIN, Vibration isolation and seismic protection devices with hysteretic behaviour, International Simpoziom on Energy Dissipation. Acoustical, Vibratory and Seismic Processes, Bucharest, November 2005, paper on CD-ROM Proceedings, ISBN 973-8132-53-3.

7. D. BALDOVIN, T. SIRETEANU, Gh. GHITA, Ana Maria MITU, Estimation of railway spectral density by vibration measurements, Buletin Stiintific, Univ. din Pitesti, vol.1, nr.12, 9-19, 2005

8. Daniel BALDOVIN, Ana-Maria MITU, Tudor SIRETEANU, Experimental analys of shock absorbing properties for playground surfacing, Simposium of ICECON decembrie 2006.

9. Daniel BALDOVIN, Pier Paolo DELSANTO, Ana-Maria MITU, Veturia CHIROIU On the modal strain energy approach, Annual Simposium of the Inst. of Solid Mechanics, SISOM- mai 2007, Bucuresti

10. Serban Viorel Androne Marian, Ciocan George, Zamfir Madalina,Pavel Constantin, Vacareanu, Radu, Cretu Dan, Pavel Mihai, Sireteanu Tudor, Baldovin Daniel, Mitu Ana Maria, Mohora Cristina, Stoica Madalina, SOLUTIA SERB-SITON DE CONSOLIDARE A CLADIRILOR PRIN CONTROLUL, LIMITAREA SI AMORTIZAREA DEPLASARILOR RELATIVE DE NIVEL, Conferinta Nationala AICPS,iunie 2007

11. Serban Viorel Androne Marian, Ciocan George, Zamfir Madalina,Pavel Constantin, Vacareanu, Radu, Cretu Dan, Pavel Mihai, Sireteanu Tudor, Baldovin Daniel, Mitu Ana Maria, Mohora Cristina, Stoica Madalina, SOLUTIA SERB-SITON DE CONSOLIDARE A CLADIRILOR PRIN IZOLARE, Conferinta Nationala AICPS,iunie 2007

12. Veturia CHIROIU, D. DUMITRIU, Ana-Maria MITU, D. BALDOVIN, C. SECARA On the Damage in Nonlimear Mesoscopic Materials, European Computing Conference,Vouliagmeni Beach, Atena, septembrie 2007

13. Veturia Chiroiu, Ana-Maria Mitu, D. Baldovin, Cercetari privind degradarea materialelor cu microstructura, Chisinau 2007


TD-24

10.3. Publicatii.


TD-25


TD-26


TD-27


TD-28

10.4. Participarea in programe de cercetare-dezvoltare nationale si

internationale/ creatie artistica (nume proiect / program /institutia care a finantat/legaturile cu programul prezent)

1.Contract GAR nr. 93/2005: Analiza teoretica si experimentala a comportarii dinamice a unor noi dispozitive de izolare antivibratorie si protectie antiseismica 2. MENER 2003-2005, Reducerea riscului seismic pe platforma CNE – Cernavoda prin utilizarea unor dispozitive mecanice pentru disiparea energiei seismice si controlul comportarii dinamice a structurilor, cu


TD-29

aplicare si la constructiile clasice partener, Sub-contract cu RAAM-SITON, Magurele. 3. PROJECT NR. 01834/2004-2006, incheiat cu Svenska Institutet, Stockholm, Active and passive damping with applications in manufacturing, coordinators: prof. Cornel Mihai Nicolescu si prof. Goran Karlsson; romanian coordinators: dr. T. Sireteanu, dr. V. Chiroiu, dr. I. Rugina. 4. CONTRACT nr. 4 / 20.01.2006 incheiat cu UPB CCSFA:Analiza comportarii dinamice a seismografelor optice realizate in cadrul programului de cercetare OPTSDET. 5. CEEX-AMTRANS project nr. X2C32/2006, code 5632/2006.


TD-30

LISTA DE VERIFICARE

Aplicantul este doctorand cu frecventa sau doctorand fara frecventa angajat in

institutii de invatamant superior sau de cercetare;

Propunerea de proiect este semnata de persoanele autorizate din institutia

organizatoare de doctorat;

Institutia organizatoare de doctorat este eligibila;

Proiectul are o durata de max.18 luni;

Aplicantul are max.35 ani la finalizarea proiectului;

Exista recomandarea conducatorului de doctorat (ANEXA 6);

Au fost stabilite corect Comisia, Subcomisia si Domeniul pentru proiect;

Au fost completate toate anexele solicitate;

Bugetul a fost completat in ,lei,.

Criterii de eligibilitate: Un aplicant poate propune un singur proiect de acest tip si nu este directorul unui grant

CNCSIS in derulare

Aplicantul a promovat toate examenele prevazute in cadrul programului de doctorat

(programul de pregatire universitara avansata ) si este admis in etapa a doua a studiilor

doctorale – programul de cercetare stiintifica

Raport final de autoevaluare

Documents

Transcript of Raport final de autoevaluare