Le comportement dynamique du système roue-rail est fortement influencé par l'état des surfaces en contact.
Ces surfaces ne sont jamais parfaitement lisses et si ces imperfections permettent à la roue de trouver un appui nécessaire pour provoquer un déplacement, elles génèrent des vibrations et des bruits de roulement.
D'autres défauts peuvent apparaître au cours de la circulation, (plat au roue, défaut de nivellement de la voie,...) qui amplifie ces nuisances et augmentent la dégradation du rail et des véhicules.
De plus les engins moteurs ou remorqués sont équipés de suspension primaire et secondaire qui permettent :
• De répartir la masse du matériel sur toutes les roues,
• D'amortir les chocs, trépidations, balancements,
• D'améliorer l’adhérence, tant en traction qu’en freinage,
• D'améliorer le confort des personnes et des appareils embarqués.
La conjugaison des imperfections du contact roue-rail des défauts de la voie et des suspensions des engins moteurs génèrent des instabilités du matériel ferroviaire qui sont guidés par les rails dans une direction longitudinale mais également transversale.
La caisse peut être soumis à 6 types de mouvements qui s'exercent sur 3 plans : Vertical, longitudinal, transversal :
Les mouvements de translation :
• Translation verticale :
• Mouvements de réaction induits par :
• Les joints de rail,
• Les défaut de la table de roulement des roues (excentricité, plat,...),
• Les irrégularités d'élasticités de la voie,
• Le balourd d'un essieu sur un autre,
• Les suspensions,
• Translation longitudinale :
• Long rail soudé (LRS) (joint de dilatation),
• Profil de la ligne,
• Cabrage de caisse,
• Effort moteur,
• Adhérence,
• Translation transversale :
• Mouvements de réaction induits par le support :
• Aux efforts d'inscription en courbe,
• A l'insuffisance de dévers,
• Aux irrégularités de la voie,
• Profil de roue,
• Différence de diamètre entre les roues,
• Alignement des voies,
• Défauts de dressage (alignement de la voie par rapport à un plan vertical), de nivellement, d’écartement,
• Appareils de voie,
• Profil de voie,
•...
Les mouvements de rotation :
• Rotation autour de l'axe longitudinal et parallèle à la voie (Le roulis),
• Rotation autour de l'axe transversal et perpendiculaire à la voie (Galop ou tangage),
• Rotation autour de l'axe vertical et perpendiculaire à la voie (Le lacet).
