GRUPPO DI MECCANICA APPLICATA
POLIITECNICO DI MILANO
18-19 giugno 2004
Stato della Ricerca
La ricerca nel
Dipartimento di Meccanica
del Politecnico di Milano
PROGETTI EUROPEI
La ricerca nel Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano
Contratti Europei V Programma Quadro
ROLLING: An integrated system to detect loads and solicitations of
tracks during train transit (concluso)
WIRE: Measuring device for assessing the geometry of the catenary
(concluso)
TROWS: Tyre and Road Wear and Slip assessment (concluso)
HYPERWHEEL: High Performance Railway Wheelset; development
of an innovative, silent, wheelset for high speed
HIPERTRACK: Design of an innovative track system with reduced
vibro-acoustic impact
CORRUGATION: Study of mechanisms and remedies for rail head
corrugation
La ricerca nel Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano
Contratti Europei VI Programma Quadro
EURNEX: European Rail Research Network of Excellence
InMAR: Use of intelligent (smart) materials for active noise
reduction in vehicles
MODTRAIN: Innovative modular vehicle concepts for an
integrated european railway system
SPURT: Seamless Public Urban Rail Transport
TURNOUTS: "New concepts for turnouts in urban rail transit
infrastructure" MODTRAIN:
WEATHER: Wind Early Alarm System for terrestrial Transportation
Handling Evaluation
La ricerca nel Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano
Progetto WIRE (FP5)
Scopo: Sviluppo di un dispositivo per la misura in linea del livello di
consumo della linea aerea di alimentazione dei veicoli
ferroviari
Tipo:
GROWTH
Durata:
1/04/2000-31/03/2003
Finanziamento:
Eu. 130.000,00
(Eu. 1.170·000,00)
Responsabile operativo U.R. Milano: F. Resta
La ricerca nel Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano
Progetto WIRE - Partnership
Sme
TecnoGamma (I)
Jenaer Messtechnik (D)
Elettroimpianti Montagner (I)
RDT
Politecnico di Milano (I)
Cybernetix (FR)
Conserzio Padova Ricerche (I)
End User
RFI (I)
RATP (FR)
EuroTunnel
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Progetto WIRE - Risultati
Sviluppo di un sensore per la misura in linea del consumo del filo di
contatto
La ricerca nel Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano
Progetto ROLLING (FP5)
Scopo: Messa a punto di un sistema diagnostico per la rilevazione
dei carichi per asse e delle sollecitazioni dinamiche dovute
all’interazione tra ruota e binario, mediante un sensore di
spostamento interferometrico.
Tipo:
CRAFT
Durata:
1/03/2001- 1/03/2003
Finanziamento:
Eu. 200.000,00
(Eu. 1.300.000,00)
Responsabile operativo U.R. Milano: F. Resta
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Progetto ROLLING - Partnership
Sme
TecnoGamma (I)
Jenaer Messtechnik (D)
Raind (I)
Nelrow (F)
RDT
Politecnico di Milano (I)
The Ecole des Mines et de Nantes (F)
Università degli Studi di Padova (I)
End User
RFI (I)
Ferrocarril Metropolitana di Barcellona (E)
EuroTunnel (F)
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Progetto ROLLING - Risultati
Campagna di misura
metropolitana milanese:
confronto tra trasduttori
tradizionali e sensore
interferometrico
0.2
0.1
MODELLO
MATEMATICO
0
-0.1
-0.2
4
4.5
5
5.5
6
-Carico per asse [N]
-Livello di vibrazione [m/s2]
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Progetto TROWS (FP5)
Scopo: Studio dell’usura dei pneumatici vettura e gigante e del
manto stradale
Tipo:
GROWTH
Durata:
1/04/2000-31/03/2003
Finanziamento:
Eu. 395.000
(Eu. 2.250·000,00)
Responsabile operativo U.R. Milano:F. Cheli
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Progetto TROWS - Partnership
Politecnico di Milano (I)
PIRELLI Pneumatici (I)
Università di Firenze (I)
TNO (NL)
Delft University of Technology (NL)
CETE (F)
LCPC (F)
PSA Peugeot Citroen (F)
Helsinki University of Technology (FI)
Nokian Tyres (FI)
VIAGROUP (CH)
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Progetto TROWS - Risultati
•Modello 3D del pneumatico per la predizione degli slittamenti
all’interfaccia pneumatico-strada
•Determinazione di una legge sperimentale d’usura per associare la
potenza dissipata per strisciamento per unità di area, al consumo della
mescola
Disc
Front Truck Tyre Compound Wear Law
y = 0,0002x1,5808
R2 = 0,9894
1,6E-05
2
Mass Loss per Unit Area [mg/mm ]
1,8E-05
Plate
Ring
1,4E-05
NOKIAN Front
Corundum24 Old
1,2E-05
NOKIAN Front
Corundum24
New
1,0E-05
8,0E-06
PIRELLI Front
SWP Old
6,0E-06
4,0E-06
PIRELLI Front
SWP New
2,0E-06
0,0E+00
0,0E+00
5,0E-02
1,0E-01
1,5E-01
2,0E-01
2
Frictional Power per Unit Area [W/mm ]
2,5E-01
Potenza
(NOKIAN Front
Corundum24
New)
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Progetto HIPERWHEEL (FP5)
Scopo: forze di contatto ruota rotaia.
Tipo:
RTD
Durata:
1/4/2000-31/9/2004
Finanziamento a POLIMI:
Eu. 140·000,00
Responsabile operativo U.R. Milano:S. Bruni, F. Braghin
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Progetto HIPERWHEEL - Partnership
Centro Ricerche FIAT (I, COORD.)
Politecnico di Milano (I)
Chalmers University of Technology (S)
The University of Sheffield (UK)
Fraunhofer Institut LBF (D)
Societé Nationale des Chemins de Fer SNCF (F)
Ferrovie dello Stato / Trenitalia (I)
Lucchini Sidermeccanica (I)
Valdunes (F)
Otto Fuchs Metallwerke (D)
Mechanical Dynamics Italy (I)
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Progetto HIPERWHEEL - Risultati
• Modello matematico di interazione treno/armamento per la previsione
degli spettri di carico e delle sollecitazioni al contatto ruota-rotaia in
funzione delle condizioni di sevizio della sala
a) Forze verticali
b) forze laterali
Confronto numerico-sperimentale tra gli spettri di carico simulati e misurati
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Progetto CORRUGATION (FP5)
Scopo:Studio del fenomeno della “marezzatura” nei trasporti urbani
Tipo:
GROWTH
Durata:
1/04/2000-31/03/2003
Finanziamento:
Eu. 395.000
(Eu. 2.250·000,00)
Responsabile operativo U.R. Milano:A. Collina, P. Belforte
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Progetto CORRUGATION - Partnership
Politecnico di Milano (I)
Dynamics, Structures & System International (B)
Acoustic Control (S)
Frateur de Pourcq (B)
Institut National des Sciences Appliquées (F)
Centre National de la Recherche Scientifique (F)
Lucchini Sidermeccanica (I)
Railtech International (F)
Régie Autonome des Transports Parisiens (F)
SL Infrateknik (S)
SPIE Drouard (F)
Société del Transports Intercommunaux de Bruxelles (B)
Tecnogamma (I)
Université Catholique de Louvain (B)
Université Libre de Bruxelles (B)
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Progetto CORRUGATION - Risultati
• Analisi parametriche per la valutazione della nascita e dello sviluppo
della marezzatura.
Armamento con
attacco diretto
Armamento ballast
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Progetto HIPERTRACK (FP5)
Scopo: Progetto di un armamento ferroviario innovativo per la
riduzione dell’impatto vibroacustico e la riduzione dei costi
di manutenzione
Tipo:
RTD
Durata:
1/1/2001-30/6/2004
Finanziamento a POLIMI:
Eu. 252·000,00
Responsabile operativo U.R. Milano:S. Bruni, D. Rocchi
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Progetto HIPERTRACK - Partnership
Fraunhofer Institut LBF (D, COORD.)
Politecnico di Milano (I)
University of Lubljiana (SLO)
Krupp Gleistechnick
Rete Ferroviaria Italiana RFI (I)
Lucchini Sidermeccanica (I)
Max Bögl GmbH (D)
Swietelsky Bauges. m.bH (D)
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Progetto HIPERTRACK - Risultati
• Un dimostratore del nuovo armamento è attualmente installato sulla
linea Adriatica ed è stato provato a velocità fino a 220 km/h.
L’armamento innovativo installato in linea e un dettaglio della campagna di
caratterizzazione vibro-acustica
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Progetto TURNOUTS (FP6)
Scopo: Progetto di soluzioni innovative per ridurre gli effetti delle
forze di impatto negli scambi ferroviari per linee urbane.
Tipo:
STREP
Durata:
1/11/2003-31/10/2006
Finanziamento:
Eu. 258·000,00
Responsabile operativo U.R. Milano:S. Bruni
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Progetto TURNOUTS - Partnership
Politecnico di Milano (I)
Bari Fonderie Meridionali (I)
Université Catholique de Louvain (B)
National Technical University of Athens (GR)
COGIFER (F)
JEZ Sistemas Ferroviarios (E)
D2S (B)
RATP xx specificare xx – Paris (F)
STIB- Bruxelles (B)
Frateur de Pourq (B)
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Progetto TURNOUTS - Risultati
Modello matematico di interazione treno/armamento in presenza di
profilo di rotaia variabile lungo la linea
La ricerca nel Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano
Progetto InMAR (FP6)
Scopo: Controllo attivo di vibrazioni e rumore grazie all’utilizzo di
“smart materials”.
Tipo:
IP
Durata:
15/1/2004-15/1/2008
Finanziamento:
Eu. 400·000,00
Responsabile operativo U.R. Milano:A.Cigada
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Progetto InMAR - Partnership











Politecnico di Milano (I)
ISVR University of Southampton (I)
LMS International (B)
IMMG S.A. Institute of Mechanics and of Materials (GR)
Ford-Werke AG (D)
Fraunhofer Institut - LBF Betriebsfestigkeit … (D)
DLR (D)
Budapest University
Bombardier Transportation (S)
Technische Universität Darmstadt (D)
Volkswagen AG (D) ……………..
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Progetto InMAR - Risultati
Progetto appena avviato …
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Progetto SPURT (FP6)
Scopo: Definizione delle basi tecniche necessarie per la messa a
punto di una nuova normativa Europea per il trasporto
urbano su rotaia .
Tipo:
STREP
Durata:
1/12/2003-1/12/2006
Finanziamento:
Eu. 252·000,00
Responsabile operativo U.R. Milano: F. Cheli
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Progetto SPURT - Partnership
Politecnico di Milano (I)
LBF (Franhofer Institut fur Betriebsfestigkeit) (D)
TU Darmstadt (D)
Lucchini Sidermeccanica (I)
D2S International (B)
Ansaldo Breda (I)
AMEC SPIE RAIL (F)
STIB (Societè des Transports Intercommunaux de
Bruxelles) (B)
Politecnika Slaska (P)
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Progetto SPURT - Risultati
Modellazione numerica del comportamento dinamico di veicoli
tranviari finalizzata all’analisi delle problematiche di comfort, sicurezza
di marcia e aggressività del rotabile nei confronti dell’armamento per la
messa a punto di una normativa europea.
Fl as = 1000 N
Fl ad = 1000 N
Ft as = 1500 N
Ft ad = 24000 N
x
y
Fin
Ft ps = 10500 N
Ft pd =1000 N
Fl ps = 9800 N
Fl pd = 9800 N
La ricerca nel Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano
Progetto EURNEX (FP6)
Scopo: Rete di eccellenza per la ricerca nell’Ingegneria Ferroviaria
Tipo:
NoE
Durata:
1/1/2004-31/12/2006
Finanziamento a POLIMI :
trascurabile
Responsabile operativo U.R. Milano:S. Bruni
La ricerca nel Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano
Progetto EURNEX - Partnership
56 partecipanti, tra cui:
FAV (D, coord.)
University of Birmingham (UK)
INRETS (F)
IST Lisboa (P)
DLR (D)
Imperial College (UK)
Universitat Politecnica de Catalunya (E)
Politecnico di Milano (I)
Chalmers University of Technology (S)
Royal Institute of Technology, Stockholm, (S)
…
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Progetto EURNEX
Nella fase iniziale delle sue attività, la rete di eccellenza si sta
occupando di:



elaborare un data base delle competenze
elaborare una lista dei corsi di istruzione in campo ferroviario
(laurea, PhD, corsi brevi)
sviluppare la possibilità di scambi di ricercatori attraverso
l’Europa
La ricerca nel Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano
Progetto WEATHER (FP6)
Scopo: Sviluppo di un sistema di allarme innovativo per la
protezione dei veicoli stradali e ferroviari al vento
trasversale, mediante la valutazione del rischio.
Tipo:
CRAFT
Durata:
1/9/2004-1/9/2006
Finanziamento:
Eu. 199·000,00
Responsabile operativo U.R. Milano: F. Cheli
La ricerca nel Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano
Progetto WEATHER - Partnership
RDT
Sme
Politecnico di Milano (I)
Università di Birmingham (UK)
Università di Nottingham (UK)
Meteodyn (F)
Atmos (F)
EMI (F)
NUBILA (I)
Geonica (E)
Campbell (UK)
Alstom (F)
Lecinena (E)
La ricerca nel Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano
Progetto WEATHER - Risultati
Prove in galleria del vento su autoarticolati
Modelli di simulazione per il calcolo delle CWC.
150
U [km/h]
100 km/h
200 km/h
300 km/h
100
50
0
50
100
150
Cant deficiency [mm]
200
La ricerca nel Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano
Progetto MODTRAIN (FP6)
Scopo: Soluzioni standardizzate e modularizzate per veicoli
ferroviari.
Tipo:
IP
Durata:
1/3/2004-28/2/2007
Finanziamento:
Eu. 342000,00
Responsabile operativo U.R. Milano: S.Bruni, P.Belforte
La ricerca nel Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano
Progetto MODTRAIN - Partnership
Circa 40 partecipanti, tra cui:
UNIFE (B, coord)
SNCF, DB, Trenitalia (F, D, I)
Alstom Transport (F)
Bombardier Transport (D)
Ansaldo Breda (I)
Siemens (D)
Politecnico d Milano (I)
TU Berlin (D)
IST Lisboa (P)
La ricerca nel Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano
Progetto MODTRAIN - struttura
Il progetto integrato si compone di 5 sottoprogetti:
MODBOGIE
MODPOWER
MODCONTROL
MODLINK
MODUSER
carrello modulare
standardizzazione del sistema di alientazione
della trazione
standardizzazione del sistema di controllo e
diagnostica veicolo
standardizzazione delle interfacce
veicolo/veicolo e uomo/veicolo
feedback sui risultati del progetto da parte degli
operatori ferroviari