ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

(ОмГУПС (ОмИИТ))

СОГЛАСОВАНО	УТВЕРЖДАЮ
Директор института (декан факультета)	Проректор по научной работе и инновациям
________ _______________ подпись (И.О.Ф.) «_____»______________ 201 г. _________ _______________ подпись (И.О.Ф.) «_____»______________ 201 г. ________ ______________ подпись (И.О.Ф.) «_____»______________ 201 г. __________ _______________ подпись (И.О.Ф.) «_____»______________ 201 г. _________ _______________ подпись (И.О.Ф.) «_____»______________ 201 г.	_____ ______________________ подпись (И.О.Ф.) «_____»______________ 201 г. _______ ______________________ подпись (И.О.Ф.) «_____»______________ 201 г. _____ ______________________ подпись (И.О.Ф.) «_____»_______________ 201 г. _____ ______________________ подпись (И.О.Ф.) «_____»______________ 201 г. ______ ______________________ подпись (И.О.Ф.) «_____»______________ 201 г.

Кафедра «Теоретическая механика» (ТМ)

(название кафедры)

Автор Николаев Виктор Александрович, проф. кафедры ТМ, д.т.н., проф. ф.и.о. - полностью, должность, ученая степень, ученое звание)

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«Динамика подвижного состава и его взаимодействие с сочленяемой

инфраструктурой»

(название дисциплины)

Специальность научных работников: 05.22.07 – Подвижной состав железных
дорог, тяга поездов и электрификация

(шифр, наименование специальности)

Квалификация (степень): кандидат технических наук

Форма обучения: очная

Одобрена на заседании методической комиссии института (факультета) «___» _________ 2012 г. Протокол №__ «___» _________ 2012 г. Протокол №__ «___» _________ 2013 г. Протокол №__ «___» _________ 2014 г. Протокол №__ «___» _________ 2015 г. Протокол №__

Одобрена на заседании кафедры «___» _________ 2012 г. Протокол №__ «___» _________ 2012 г. Протокол №__ «___» _________ 2013 г. Протокол №__ «___» _________ 2014 г. Протокол №__ «___» _________ 2015 г. Протокол №__

Омск 2012

1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Целями освоения учебной дисциплины «Динамика подвижного состава и его взаимодействие с сочленяемой инфраструктурой» являются: постижение аспирантами углубленных (по сравнению с университетским курсом) теоретических знаний о законах взаимодействия подвижного состава и пути, обретение практических навыков в области исследования механики твердых тел и умения самостоятельно строить и исследовать математические модели взаимодействия подвижного состава с сочленяемой инфраструктурой, а также оценивать влияние значений конструктивных, упругих и диссипативных параметров подвижного состава на безопасность его движения и на его эксплуатационные показатели, используя возможности современных информационных технологий; подготовка к сдаче кандидатского экзамена.

2. МЕСТО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ОСНОВНОЙ
ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ
ПОСЛЕВУЗОВСКОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Учебная дисциплина «Динамика подвижного состава и его взаимодействие с сочленяемой инфраструктурой» относится к циклу «Специальные дисциплины отрасли науки и научной специальности».

3. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

3.1. Общая трудоемкость дисциплины составляет:

1,0 зачетную единицу,

36 часов.

3.2. Виды и объемы учебной работы по дисциплине, один семестр,
продолжительность семестров – по 15 недель

Вид учебной работы		Количество часов
		Всего по учебному плану	Семестры
			1	2
Аудиторные занятия (всего):		14	14
В том числе:
Лекции (лек)		14	14
Лабораторные работы (лаб)
Практические, семинарские занятия (прк)
Контроль самостоятельной работы по реферату (кср)
Самостоятельная работа (ср) (всего):		22	22
В том числе:
Реферат
Проработка лекционного материала, подготовка к практическим занятиям
Промежуточная аттестация (зачет)
ОБЩАЯ трудоемкость дисциплины:	Часов:	36	36
	Зач. ед.:	1,0	1,0

3.3. Разделы учебной дисциплины

Номер семестра	Номер недели	Раздел учебной дисциплины	Краткое содержание раздела	Виды учебной деятельности, включая самостоятельную работу аспирантов и трудоемкость (в часах)						Форма итоговой аттестации
				лек	лаб	прк	ср	кср	Всего
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
2	1	Ж.-д. экипаж и ж.-д. путь как единая механическая колеба-тельная система	Ж.-д. экипаж как сложная система твердых тел. Абсолютная и подвижная системы отсчета при изучении колебаний подвижного состава. Связи между элементами системы. Виды связей. Характеристики связей. Силовые характеристики упругих и диссипативных связей.	2			4		4	Содержание учебной дисциплины входит в вопросы к кандидатскому экзамену по специальности
	2	Возмущения, действующие на подвижной состав	Факторы и причины возникновения колебаний подвижного состава. Модели пути. Аналитическое представление основных видов неровностей ж.-д. пути и поверхностей катания колес подвижного состава. Причины образования ползунов	2					4
	3	Ударное взаимодействие колеса и рельса и безопасность движения поезда	Движение колеса с ползуном. Расчет силы удара колеса по рельсу. Ударное воздействие колеса и рельса при движении по стыковой неровности. Движение колесной пары в зоне стыка. Расчетные схемы и математической модели. Оценка сил при ударе.	2			2		4
	4	Вынужденные колебания железнодорожного экипажа	Способы формирования математической модели колебаний экипажа при кинематическом возмущении по геометрической неровности пути. Аналитическое исследование модели. Понятие о виброзащите подвижного состава. Методы виброзащиты.	2			4		6
	5	Случайные колебания подвижного состава	Понятие случайного процесса и его характеристики. Спектральная плотность Передаточная функциясистемы обрессоривания экипажа. Расчетная схема и составление уравнений.	2			4		6
	6	Продольная динамика поезда и проблемы обеспечения безопасности его движения	Дифференциальные уравнения движения поезда. Продольные силы в поезде при экстренном торможении. Устойчивость колеса против вкатывания гребня на рельс.	2			4		6
	7	Взаимодействие токоприемника и контактной сети	Модели контактных подвесок. Математическая модель взаимодействия токоприемника и контактной сети. Проблема повышения качества токосъема при скоростном движении поезда.	2			4		6

3.4. Примерная тематика рефератов

1. 
   Конкурентоспособность Российских железных дорого и проблемы повышения эффективности функционирования транспортных коридоров (“Восток-Запад” и др.)
   
2. 
   Высокоскоростное движение, его инфраструктура и проблемы, возникающие при его реализации (в том числе – необходимость учета климатических условий различных регионов России).
   
3. 
   Современные типы механической части тягового подвижного состава.
   
4. 
   История создания и основные тенденции развития конструкций тележек грузовых вагонов.
   
5. 
   Безопасность движения полувагонов в порожняковых составах и методы ее повышения.
   
6. 
   Пневматическое рессорное подвешивание железнодорожных экипажей. Его модели и проблемы, возникающие в эксплуатации.
   
7. 
   Способы повышения провозной способности участков железных дорог.
   
8. 
   Устойчивость движения по Ляпунову.
   
9. 
   Метод гармонической линеаризации и его применение для исследования колебаний нелинейных механических систем
   

3.5

Перечень вопросов к кандидатскому экзамену по специальности по программе-минимум и дополнительной программе, разработанной с учетом направлений научных исследований кафедры

1. 
   Классификация локомотивного и вагонного парков.
   
2. 
   Эксплуатационные требования к типам и основным параметрам подвижного состава.
   
3. 
   Подвижной состав нового поколения. Грузовые и пассажирские локомотивы.
   
4. 
   Железнодорожный экипаж как система твердых тел. Системы отсчета и виды колебаний его узлов.
   
5. 
   Тяговые характеристики локомотива, методы их построения, ограничения силы тяги локомотива.
   
6. 
   Тормозное оборудование и его роль в повышении безопасности движения поездов.
   
7. 
   Силы сопротивления движению поезда. Основное сопротивление движению. Дополнительное сопротивление движению. Сопротивление троганию поезда с места. Мероприятия по уменьшению сопротивления движению поезда.
   
8. 
   Тормозная сила поезда. Образование тормозной силы. Методы ее определения и критерии. Обеспеченность поезда тормозными средствами. Тормозной путь и методы его определения.
   
9. 
   Уравнение движения поезда и его вывод. Применение уравнения движения поезда для решения практических задач. Методы расчета скорости и времени движения поезда по участку.
   

10. Продольные силы в поезде при переходных режимах его движения. Устойчивость вагонов от выжимания продольными силами.

11. Неровности и несовершенства железнодорожного пути и колес подвижного состава. Математические модели возмущений на входе в систему «путь - экипаж».

12. Математические модели вертикальных, горизонтальных и продольных колебаний узлов экипажа.

13. Безопасность движения поезда. Критерии безопасности.

14. Устойчивость колеса на рельсе и методы ее оценки.

15. Способы и методы виброзащиты железнодорожных экипажей.

16. Пневматическое рессорное подвешивание подвижного состава. Его классификация и математические модели.

17. Рессорное подвешивание высокоскоростного подвижного состава.

18. Рессорное подвешивание тележек грузовых вагонов, его недостатки и тенденции развития.

19 Принцип компенсации внешних возмущений и его применение для улучшения динамических свойств подвижного состава.

20. Плавность хода железнодорожного экипажа и ее показатели.

21. Надежность подвижного состава, ее показатели.

22. Характеристики прочности колесных пар и рам тележек подвижного состава.

23. Классификация тяговых приводов локомотивов. Преимущества и недостатки каждого типа.

24. Провозная и пропускная способности участков железных дорог, методы их повышения.

25. Система токосъема подвижного состава электрифицированных железных дорог. Основные элементы контактных подвесок и токоприемников.

26. Математические модели взаимодействия токоприемника и контактной сети.

27. Устройства и материалы, снижающие износ контактного провода и обеспечивающие повышение скоростей движения. Пути совершенствования контактных подвесок.

28. Методы расчета расхода топлива или электроэнергии на тягу поездов. Пути снижения расхода топлива и электроэнергии при движении по участку.

Литература

4. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1. Основная литература

№ п/п	Наименование, кол-во экземпляров в библиотеке, гриф	Автор(ы)	Место издания, издательство, год	Используется при изучении разделов	Семестр
1	2	3	4	5	6
1	Методы и средства виброзащиты железнодорожных экипажей : монография. 339 с. Допущен УМЦ ЖДТ. 38 экз.	И. И. Галиев, В. А. Нехаев, В. А. Николаев	М.: УМЦ ЖДТ, 2010.	Всех	2
2	Динамика вагона: учебник для вузов. 385 с. Допущен Минобрнауки РФ. 35 экз.	С. В. Вершинский, В. Н. Данилов, В.Д.Хусидов	М.: Транспорт, 1995.	всех	2
3	Подвижной состав электрических железных дорог. Конструкция и динамика : Учебник / 4-е изд., перераб.230 с. Допущен Минобрнауки РФ. 40 экз.	В. Б. Медель	М.: Транспорт, 1974	всех	2
4	Механическая часть тягового подвижного состава: Учебник для вузов. 440 с. Допущен Минобрнауки РФ. 31 экз.	И. В. Бирюков	М.: Транспорт, 1992.	всех	2
5	Конструкция и динамика тепловозов: Учебник для вузов. 2-е изд., доп. 336 с. Допущен Минобрнауки РФ. 47 экз.	В. Н. Иванов	М.: Транспорт, 1974.	всех	2
6.	Вибрации в технике Т3	К.С. Колесников	М.: Наука	всех	2
Учебное пособие кафедры:
2	Теоретические основы системы компьютерного контроля процессов и анализа аналоговых сигналов (система CONAN-t). 170 экз.	Галиев И.И. Нехаев В.А. Павлов В.М. Ушак В.Н.	ОмГУПС, Омск, 2003.	Всех	2

4.2. Дополнительная литература

3	Динамика вагонов: конспект лекций. 175 с. Допущен Минобрнауки РФ. 28 экз.	М. Ф. Вериго	М.: ВЗИИЖТ, 1971.	Всех	2
6	Расчет грузовых вагонов на прочность при ударах : учеб. пособие. 230 с. Допущен Минобрнауки РФ. 14 экз.	Е. П. Блохин	М.: Транспорт, 1089.	Всех	2
7	Гасители колебаний подвижного соcтава : Справочник. Допущен Минобрнауки РФ. 26 экз.	М. М. Соколов, В. И. Варавва, Г. М. Левит	М.: Транспорт, 1985.	Всех	2
8.	Колебания в инженерном деле	С.П. Тимошенко	М.: Наука, 1974	всех

4.3. Периодические издания – Научно-технические журналы:
4.3.1. “Железнодорожный транспорт”,

4.3.2. “Железные дороги мира”,

4.3.3. “Техника железных дорог”

4.3.4. “Локомотив”

4.3.5. “Вестник машиностроения”

4.3.6 “Механика твердого тела”

4.3.7. “Трение и износ”

4.3.8.”Вагоны и вагонное хозяйство”

4.3.9. “Безопасность жизнедеятельности”

4.3.10. “Известия Транссиба”, ПГУПСа и РГУПСа, “Вестники МИИТа и МГТУ им. Н.Э. Баумана” и другие издания.

4.4. Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы

4.4.1. «ProQuest Dissertations & Theses: The Sciences and engineering Collection» (в актуальном состоянии).

4.4.2. Журналы изд-ва Emerald Group Publishing Limited (2008-2009).

4.4.3. IEEE Journal on Selected Topics in Quantum Electronics Institute of Electrical and Electronics Engineers 1077-260X.

5. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ УЧЕБНОЙ
ДИСЦИПЛИНЫ

5.1. Требования к аудиториям (лабораториям, помещениям, кабинетам)
для проведения занятий с указанием соответствующего оснащения

Аудитория должна быть оснащена достаточным количеством посадочных мест для аспирантов, столами, стульями, классной доской. Для проведения практических занятий необходимы рабочие места с персональными компьютерами для каждого аспиранта и преподавателя. Таким требованиям соответствует аудитория 282, оснащенная 8 компьютерами.

5.2. Требования к программному обеспечению, используемому при
изучении учебной дисциплины

Программное обеспечение, используемое при изучении дисциплины:

– базовое программное обеспечение (MS Windows 7; MS Office 2007, 2007);

– программа для математических расчетов MathCAD 14 University Classroom.

Автор рабочей программы:

Профессор кафедры

«Теоретическая механика»

д.т.н., профессор В. А. Николаев

6. ИЗМЕНЕНИЯ, ВНЕСЕННЫЕ В РАБОЧУЮ ПРОГРАММУ:

В 201 г.

Содержание изменений

Автор – ___________________________ _______________________________________

Должность, уч. степень, уч. звание Подпись, дата, И. О. Ф.


В 201 г.

Содержание изменений

Автор – ___________________________ _______________________________________

Должность, уч. степень, уч. звание Подпись, дата, И. О. Ф.
В 201 г.

Содержание изменений

Автор – ___________________________ _______________________________________

Должность, уч. степень, уч. звание Подпись, дата, И. О. Ф.


В 201 г.

Содержание изменений

Автор – ___________________________ _______________________________________

Должность, уч. степень, уч. звание Подпись, дата, И. О. Ф.