Projeto de atenuador de massa sintonizada para aplicação ferroviária

Abstract

Esta dissertação teve como objetivo desenvolver uma abordagem detalhada do processo de formação do ruído ferroviário e dos mecanismos de atenuação. Foi realizada a identificação e análise dos processos envolvidos durante a interação roda-trilho e a utilização de dispositivos capazes de atenuar uma faixa de interesse específica. O modelo de trilho ferroviário TR-30 foi estudado para determinar suas frequências naturais através de modelagens analíticas, numérico-computacionais e experimentais, caracterizando-o dinamicamente. Dois modelos de atenuadores foram desenvolvidos: o modelo Bloco, inteiramente em poliuretano, e o modelo Multibandas, com camadas intercaladas de PU e material metálico. Ambos os modelos demonstraram capacidade de modificar dinamicamente a estrutura, promovendo o deslocamento dos picos de frequência, principalmente nas regiões de interesse. Testes rigorosos validaram a eficácia dos atenuadores, com destaque para o modelo Bloco. Os resultados mostraram uma redução de vibração de até 9,74 dB e defasagem de frequência de até 22 Hz. Este trabalho avança o conhecimento sobre atenuação de vibrações em trilhos ferroviários, fornecendo soluções práticas e inovadoras para um transporte mais eficiente e sustentável.

Abstract: This dissertation aimed to develop a detailed approach to the railway noise formation process and attenuation mechanisms. The processes involved during the wheel-rail interaction and the use of devices capable of attenuating a specific range of interest were identified and analyzed. The TR-30 railway track model was studied to determine its natural frequencies through analytical, numerical-computational and experimental modeling, characterizing it dynamically. Two models of attenuators were developed: the Block model, entirely made of polyurethane, and the Multiband model, with interspersed layers of PU and metallic material. Both models demonstrated the ability to dynamically modify the structure, promoting the displacement of frequency peaks, especially in the regions of interest. Rigorous tests validated the effectiveness of the attenuators, with emphasis on the Block model. The results showed a vibration reduction of up to 9.74 dB and a frequency shift of up to 22 Hz. This work advances knowledge about vibration attenuation on railway tracks, providing practical and innovative solutions for more efficient and sustainable transport.