EN 12663 Aplicações Ferroviárias - Requisitos Estruturais para Carrocerias de Veículos Ferroviários

A norma europeia “EN 12663 Aplicações ferroviárias - Requisitos estruturais de carrocerias de veículos ferroviários” consiste nas seguintes subseções publicadas sob o mesmo título:

• A norma "EN 12663-1 Parte 1: Locomotivas e vagões de passageiros (e método alternativo para vagões de carga)" visa fornecer uma base uniforme para o projeto estrutural de carrocerias de veículos. Os requisitos de carga para o projeto e os ensaios estruturais de carrocerias de veículos baseiam-se em experiência comprovada, apoiada pela avaliação de dados experimentais e informações publicadas. O objetivo desta norma é proporcionar ao fornecedor a liberdade de otimizar seu projeto, mantendo os níveis de segurança exigidos.

O projeto estrutural das carrocerias de veículos ferroviários depende das cargas às quais são submetidas e das propriedades dos materiais com os quais são fabricadas. Esta norma visa fornecer uma base uniforme para o projeto estrutural das carrocerias de veículos.

Para os fins desta norma, aplicam-se os seguintes termos e definições:

• Veículo ferroviário: A principal estrutura de suporte de carga, a carroceria acima das unidades de suspensão, inclui todos os componentes que fornecem diretamente resistência, rigidez e estabilidade à estrutura. Equipamentos mecânicos e outros componentes montados não são considerados parte da carroceria do veículo, mas as peças fixadas a eles são.
• Conexão do equipamento: O elemento de conexão que conecta o equipamento à carroceria do veículo e à infraestrutura ou estrutura de suporte de carga local relevante.

O sistema de coordenadas é mostrado na norma. A direção positiva do eixo x (correspondente ao eixo longitudinal da carroceria do veículo) aponta na direção do movimento. A direção positiva do eixo z (correspondente ao eixo vertical da carroceria do veículo) aponta para cima. O eixo y (correspondente ao eixo transversal da carroceria do veículo) encontra-se no plano horizontal, completando o sistema de coordenadas destro.

Os requisitos estruturais desta norma são descritos da seguinte forma: As carrocerias de veículos ferroviários devem suportar cargas máximas compatíveis com seus requisitos operacionais e proporcionar a vida útil necessária, com probabilidade adequada de resistência em condições normais de operação. A capacidade da carroceria do veículo ferroviário de suportar as cargas necessárias sem deformação ou fratura permanentes deve ser demonstrada por meio de cálculos ou ensaios, conforme descrito no programa de verificação incluído nesta norma. A avaliação deve ser baseada nos seguintes critérios:

• Carga excepcional, que define a carga máxima que deve ser sustentada e na qual uma condição operacional plena é alcançada
• A margem de segurança definida nesta norma é tal que a carga excepcional é significativamente excedida antes que ocorra uma fratura ou colapso catastrófico.
• Cargas de serviço ou cíclicas sustentadas durante a vida útil especificada sem comprometer a segurança estrutural
• Cargas resultantes de operações de recarrilamento e recuperação sem falha catastrófica.

Dados que descrevam as condições de serviço esperadas devem fazer parte da especificação. A partir desses dados, todos os casos de carga significativos devem ser definidos de forma consistente com os critérios de aceitação. Quando apropriado, os critérios de dureza aqui definidos devem fazer parte da especificação. Os requisitos desta norma baseiam-se no uso de materiais metálicos, e os requisitos definidos nesta norma aplicam-se apenas a esses materiais. Se forem utilizados materiais diferentes (não metálicos), os princípios fundamentais desta norma ainda devem ser aplicados, e dados apropriados representativos do desempenho desses materiais devem ser utilizados.

Para fins de aplicação desta norma, todos os veículos ferroviários são divididos em categorias. A classificação das diferentes categorias de veículos ferroviários baseia-se exclusivamente nos requisitos estruturais das carrocerias dos veículos. Os clientes são responsáveis ​​por determinar a categoria para a qual seus veículos ferroviários serão projetados. Os clientes podem variar na escolha da categoria, levando em consideração as condições de manobra e as medidas de segurança do sistema. Isso é esperado e não deve ser considerado um conflito com esta norma.

Devido à sua estrutura única e objetivos de projeto distintos, distinguem-se três grupos principais: locomotivas, vagões de passageiros e vagões de carga. Esses três grupos podem ser subdivididos de acordo com seus requisitos estruturais. As categorias para vagões de carga são baseadas na norma EN 12663-2.

• A norma "EN 12663-2 Parte 2: Vagões de carga" descreve os requisitos estruturais mínimos para carrocerias de vagões de carga e equipamentos especiais associados, como tetos, paredes laterais e de extremidade, portas, suportes, fixadores e conexões. Também descreve requisitos específicos para carrocerias de vagões de carga equipados com para-choques resistentes a colisões.

Esta norma define as cargas transportadas por carrocerias de veículos e equipamentos especiais, fornece dados de materiais, especifica seu uso e fornece os princípios e métodos a serem usados ​​para verificação de projeto por meio de análise e testes.

Dois métodos são fornecidos para esta validação de projeto:

• Com base em cargas, testes e critérios baseados em métodos anteriormente utilizados pelas regras da UIC e válidos apenas para carrocerias de veículos feitas de aço
• Baseia-se no projeto de carrocerias de veículos e no método de avaliação apresentado na norma EN 12663-1. As condições de carga aplicáveis ​​a vagões de carga para este método são apresentadas nesta norma. Foi copiado para a norma EN 12663-1 para facilitar sua aplicação a vagões de carga.

Os vagões de carga são divididos em categorias definidas exclusivamente pelos requisitos estruturais de suas carrocerias. Alguns vagões de carga não se enquadram em nenhuma das categorias definidas; os requisitos estruturais para tais vagões devem fazer parte da especificação e basear-se nos princípios apresentados nesta norma.

Esta norma aplica-se a todos os vagões de carga nos territórios da UE e da EFTA. Os requisitos especificados pressupõem condições e situações operacionais comuns nesses países.

A norma EN 12663 é importante porque define os requisitos estruturais para carrocerias de veículos ferroviários, ajudando a garantir segurança, confiabilidade e durabilidade no projeto e na produção de trens. Os principais motivos da importância vital desta norma são:

• Garantia de segurança (integridade estrutural): Essas normas garantem que as carrocerias dos vagões de trem possam suportar cargas estáticas e dinâmicas durante a operação normal, incluindo situações de emergência, como colisões ou descarrilamentos. Elas previnem falhas catastróficas ao estabelecer limites de deformação, fadiga e resistência.
• Guia de projeto: Esta norma fornece uma estrutura para projetistas e engenheiros desenvolverem veículos ferroviários com desempenho previsível. Ela especifica diferentes casos de carga, como forças verticais, longitudinais e transversais, simulando condições operacionais reais.
• Padronização em toda a Europa: Essas normas são normas europeias e ajudam a harmonizar o projeto de vagões ferroviários nos países da União Europeia. Isso garante a interoperabilidade e simplifica a certificação quando os veículos operam entre fronteiras (por exemplo, em sistemas ferroviários em toda a Europa).
• Melhoria no ciclo de vida e no planejamento de manutenção: Inclui diretrizes de projeto de fadiga que ajudam a prever e prolongar a vida útil do veículo por meio da seleção e construção adequadas de materiais. Reduz os custos de manutenção ao prevenir falhas estruturais prematuras.
• Obrigatório para conformidade: A conformidade com a norma EN 12663 é um requisito regulatório comum para a certificação e aprovação de novos veículos ferroviários nos países da União Europeia. Esta norma é utilizada em conjunto com a EN 15227 (resistência a colisões), a EN 45545 (proteção contra incêndio) e outras normas semelhantes.

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