Resumo: A dinâmica longitudinal de veículos ferroviários é definido como o movimento dos veículos na direção da via. As forças longitudinais internas que ocorrem entre os vagões apresentam efeitos nas direções vertical, lateral e longitudinal dos trens (GARG; DUKKIPATI, 1984). A dinâmica longitudinal de trens tem implicações no conforto, dano nas cargas, estabilidade do veículo, projeto e fadiga do material circulante. Posteriormente, buscou-se entender as forças internas das composições, voltando-se para as falhas de equipamentos e fadiga (COLE et al., 2017). Evidências na indústria ferroviária da Austrália sugerem que falhas nas conexões entre vagões se tornaram a limitação para o desenvolvimento de trens de carga pesada (WU et al., 2016). As forças desenvolvidas no Aparelho de choque e tração (ACT) estão intimamente ligadas aos esforços apresentados nas conexões entre os vagões. As relações dinâmicas dos esforços presentes no ACT podem ser utilizados por interpolações de dados de teste de queda de martelo (TQM). Entretanto, essa abordagem leva a diferentes estimativas de rigidez do mecanismo do ACT (COLE, 1998). Assim, torna-se interessante o uso de modelos matemáticos analíticos que representam o funcionamento do mecanismo do aparelho de choque e tração. Apresenta-se neste trabalho um modelo numérico de um aparelho de choque e tração (ACT). Inicialmente é feita uma revisão de modelagens numéricas utilizadas nas simulações da dinâmica longitudinal de veículos ferroviários. Ainda, é feita uma revisão de abordagens numéricas para simulação de aparelhos de choque e tração. Vantagens e desvantagens do uso de diferentes sistemas de coordenadas e do tratamento das forças do modelo longitudinal na simulação numérica são abordadas. Não só modelagens quase-estáticas dos Aparelhos de Choque e Tração, como também os métodos de transição utilizados entre as curvas de carregamento e de descarregamento deste componente são discutidos. Um modelo quase-estático de um ACT é implementado e ajustado a uma resposta de interesse. Esse modelo é ajustado utilizando simulações de impacto por meio de simulações numéricas utilizando-se o Método de Runge-Kutta de quarta ordem. Após o ajuste do modelo, simulações de manobras de shunting e da dinâmica longitudinal de composições ferroviárias são realizadas para a comparação dos resultados obtidos com uma abordagem por interpolação e com um modelo quase-estático de um ACT que foi implementado neste trabalho. Os resultados indicam que a abordagem por interpolação, que foi utilizada em um trabalho anterior a este que está sendo apresentado, subestima as forças de impacto e superestima os deslocamentos que ocorrem entre os vagões
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Abstract: The longitudinal dynamics of rail vehicles is defined as the movement of vehicles towards the track. The internal longitudinal forces that occur between the wagons present effects in the vertical, lateral and longitudinal directions of the trains (GARG; DUKKIPATI, 1984). The longitudinal dynamics of trains have implications for comfort, damage to payloads, vehicle stability, design and fatigue of rolling stock. Subsequently, is intended to understand the internal forces of the compositions, turning to equipment failures and fatigue (COLE et al., 2017). Evidence in Australia¿s rail industry suggests that failures in wagon connections have become the limitation for the development of heavy haul trains (WU et al., 2016). The forces developed in draft gears are closely linked to the efforts presented in the connections between the wagons. The dynamic relationships of the forces present in draft gears can be used by drop hammer test data interpolations. However, this approach leads to different estimations of stiffness of the draft gear mechanism (COLE, 1998). Thus, it is interesting to use analytical mathematical models that represent the operation of the draft gear mechanism. It is presented in this work a numerical model of a railway draft gear. Initially a revision of numerical modeling used in the simulations of the longitudinal dynamics of rail vehicles is made. Also, a review of numerical approaches for the simulation of a draft gear is made. Advantages and disadvantages of the use of different coordinate systems and the treatment of the forces of the longitudinal model in numerical simulation are discussed. Not only the quasi-static modeling of a draft gear, but also the transition methods used between the loading and unloading curves of this component are discussed. A quasi-static model of a draft gear is implemented and adjusted to a response of interest. This model is adjusted using impact simulations using numerical simulations with the fourth-order Runge-Kutta method. After adjusting the model, simulations of shunting maneuvers and longitudinal dynamics of train compositions are performed for the comparison of the results obtained with an interpolation approach and with a quasi-static model of a draft gear that was implemented in this work. The results indicate that the interpolation approach, which was used in a work previous of the one that is being presented, underestimates the impact forces and overestimates the displacements that occur between the wagons Ver menos