Settore ferroviario: sviluppo di un nuovo gancio automatico per carri merce

Affiancare l’ufficio R&S interno con strumenti più efficienti di simulazione computazionale

Accrescere l’efficienza e la sicurezza delle operazioni di manutenzione erano gli obiettivi del progetto di modernizzazione delle Officine di Bellinzona avviato nel 2016 dalle FFS. Lo sviluppo di un gancio automatico per i propri carri merce pianali era uno degli obiettivi da raggiungere, ma il reparto R&S delle FFS non aveva le competenze e gli strumenti per poterlo sviluppare in autonomia.

Modernizzare e rendere più sicuro il processo di manutenzione

Oltre agli aspetti legati alla resistenza strutturale, per la Divisione FFS erano di fondamentale importanza anche il rispetto di alcuni criteri economici e tecnici. La semplicità del design era centrale, perché dovevano disporre di uno strumento che fosse facile da assemblare e che funzionasse senza problemi, così da tenere il più basso possibile il costo di conversione.

Si rendeva necessaria un’analisi strutturale degli elementi corrispondenti che ha riguardato, tra gli altri, il sistema di trasmissione del carico nel telaio, le saldature che collegano il sistema di accoppiamento al telaio e il telaio stesso del veicolo, incluse le saldature.

In SAECON abbiamo a disposizione lo strumento software adatto, ovvero il tool FKM all’interno della suite Ansys, che  permette di determinare automaticamente e rapidamente il grado di utilizzo del materiale e i cordoni di saldatura, anche per geometrie molto complesse.

Le soluzioni ottenute con la valutazione secondo FKM: meno rischi di incidenti

Le prime valutazioni secondo FKM hanno mostrato chiaramente che il grado di utilizzo del distanziale per il trasferimento del carico al telaio del carro merci, raccomandato da un fornitore FFS, avrebbe superato di gran lunga i limiti accettabili.

L’attenzione si è concentrata soprattutto sull’ottimizzazione dell’introduzione delle forze nel telaio del carro merci, ma anche su diversi altri aspetti migliorativi, arrivando alla fine alla creazione di una soluzione facile da usare con un distanziale a fusione per il gancio automatico. La geometria ottimizzata devia le forze dall’interno verso le aree laterali del telaio, per distribuire i carichi in modo più uniforme e quindi per evitare distribuzioni di sforzo asimmetriche sul telaio.

Il nuovo gancio automatico è stato quindi testato e introdotto gradualmente in più di 50 carri e in circa una dozzina di locomotive.

Il focus di queste attività non è stato solo quello di ottenere risparmi di tempo ed economici, ma soprattutto quello di ridurre il rischio di incidenti con danni materiali e o addirittura lesioni alle persone.