DÉFI DU CLIENT
Le laboratoire d’essais de résistance structurelle de l’Université de Jiaotong de Pékin fournit une grande variété de services d’essais indépendants, y compris des essais structurels impliquant des matériaux ferroviaires et du matériel roulant. Le laboratoire fondé en 1982 était à l’origine un établissement d’enseignement et de recherche scientifique dédié aux véhicules ferroviaires et géré par le département d’ingénierie de l’ancienne Université du Nord de Jiaotong.
En 1990, l’Université du Nord de Jiaotong a développé un programme doctoral en génie ferroviaire. Un laboratoire de résistance structurelle des véhicules ferroviaires a été créé pour soutenir le programme, avec un équipement d’essai et une instrumentation de pointe.
Au cours de la décennie suivante, le laboratoire est devenu l’une des bases de recherche expérimentale les plus importantes de Chine pour l’amélioration de la résistance structurelle des véhicules ferroviaires, gérant plus de 50 millions de RMB d’actifs fixes et 1 000 mètres carrés d’espace. Le laboratoire a obtenu la certification CMA en décembre 2006 et la certification CNAS en mai 2009, ce qui signifie que sa structure d’essai et de gestion a atteint un nouveau niveau de capacité.
Les programmes d’expansion sociale et économique de la Chine ont créé une demande sans précédent d’unités multiples électriques (EMU) à grande vitesse avancées pour répondre à l’explosion des besoins en transports dans tout le pays. Par conséquent, les activités de développement et de tests d’évaluation des performances et de la fiabilité des châssis de bogie des unités multiples électriques ont proportionnellement augmenté.
Pour faire face, le laboratoire d’essais de résistance structurelle avait besoin d’augmenter ses capacités de tests avancées. Cela concernait la possibilité de vérifier le couplage et la relation synchrone entre les charges, de reproduire le spectre de charge des bogies motorisés et d’évaluer l’impact du spectre de charge sur la fatigue des bogies dans des conditions de fonctionnement à grande vitesse.
Les bogies ferroviaires sont des unités de guidage. Par conséquent, leur fiabilité influence fortement la sécurité de l’ensemble du véhicule. Un bogie se déplaçant à grande vitesse sur une voie ferrée est soumis à plusieurs charges complexes appliquées simultanément, telles que les charges verticales principales, les charges longitudinales de freinage, les charges transversales au niveau de la suspension primaire, les charges transversales au niveau de la suspension secondaire, les charges de roulis, les charges de chasse, les charges de torsion et autres.
Pour compliquer encore les choses, différentes charges surviennent à différents moments sur différentes lignes. Certaines charges nécessitent un chargement synchrone tandis que d’autres nécessitent un chargement inversé. Encore d’autres nécessitent un chargement asynchrone à fréquence variable. Le laboratoire a entrepris de trouver les moyens les plus complets et les plus efficaces disponibles pour mener des recherches expérimentales sur le spectre de charge des unités multiples électriques à grande vitesse.
SOLUTIONS MTS
En mars 2008, le laboratoire d’essai de force structurelle de l’Université de Jiaotong à Pékin a lancé la conception et la fabrication d’un système de test conçu spécifiquement pour l’évaluation des unités multiples électriques à grande vitesse. Le projet a été mené en étroite collaboration avec MTS et guidé par l’expertise en intégration de système et en ingénierie de MTS.
Ce projet était clairement une priorité pour le gouvernement chinois. En seulement neuf mois, la construction du laboratoire, la conception et l’aménagement des oléoducs et des conduites d’eau, ainsi que l’installation et l’ajustement des plates-formes en acier, des cadres de réaction et des équipements étaient terminés. Les six mois suivants ont été consacrés à la conception, à l’installation et au réglage précis d’un contrôleur FlexTest® de MTS pour fournir 13 canaux de chargement à un système de test configurable prenant en charge les évaluations de fatigue des systèmes de bogie pour unités multiples électriques à grande vitesse.
Le laboratoire d’essais de résistance structurelle est désormais équipé pour prendre en charge les tests impliquant des chargements coordonnés multi-canaux, ainsi que des essais de ligne réels, la vérification du chargement en laboratoire et la recherche de cohérence des dommages. C’est un nouveau chapitre qui est en train de s’écrire dans l’étude du spectre de charge des unités multiples électriques à grande vitesse en Chine.
AVANTAGES CLIENTS
Grâce à ses nouvelles capacités avancées, le laboratoire d’essais de résistance structurelle de l’Université de Jiaotong de Pékin s’est imposé comme le premier fournisseur chinois de tests de spectre de chargement à grand nombre de canaux sur les châssis de bogie pour unités multiples électriques à grande vitesse en cours de développement.
Ce système de test permet de mesurer, simuler et évaluer des conceptions toujours plus complexes en économisant du temps et de l’argent. De telles évaluations contribuent au développement d’unités multiples électriques capables de transporter des passagers à des vitesses plus élevées pour des coûts énergétiques plus faibles, et ce sur une durée de vie plus longue. Ces éléments sont essentiels à la viabilité du système ferroviaire qui soutient le boom de l’économie chinoise.
« Nous avions besoin d’équipements capables de coordonner les essais de chargement et de fatigue sur les structures de bogies », explique Qiang Li, directeur du laboratoire d’essais de résistance structurelle de l’Université de Jaiotong de Pékin. « Grâce à MTS, notre laboratoire possède désormais une table de test d’étalonnage des charges multicanaux pour les unités multiples à grande vitesse que le monde entier nous envie. »
