РОСЖЕЛДОР

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего образования

"Ростовский государственный университет путей сообщения"

(ФГБОУ ВО РГУПС)

  УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе - начальник учебно-методического управления М.А. Кравченко

30.06.2019 г.
"Для размещения в ЭИОС настоящая РПД подписана
с использованием простой электронной подписи"

Кафедра "Теоретическая механика"

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

ДИСЦИПЛИНЫ

1С.В.ДВ "Прикладные задачи динамики взаимодействия пути и подвижного состава"

по Учебному плану

в соответствии с ФГОС ВО 3+ по специальности

23.05.06 Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей

Специализация

№ 2 Управление техническим состоянием железнодорожного пути

Квалификация выпускника "Инженер путей сообщения "

Ростов-на-Дону

2019 г.

 



 






Автор-составитель д.т.н., проф. Иваночкин Павел Григорьевич предлагает настоящую Рабочую программу дисциплины 1С.В.ДВ "Прикладные задачи динамики взаимодействия пути и подвижного состава" в качестве материала для проектирования Образовательной программы РГУПС и осуществления учебно-воспитательного процесса по федеральному государственному образовательному стандарту высшего образования.

Рабочая программа дисциплины рассмотрена на кафедре "Теоретическая механика".





Экспертизу Рабочей программы дисциплины провел(а):

д.ф-м.н. Чебаков Михаил Иванович, Ведущий научный сотрудник, Научно-образовательный центр "Ресурсосберегающие технологии".





Рекомендуемое имя и тип файла документа:
1СВДВ_Прикладные з д в п и п с_С_23.05.06_во_9_Термех_п35882_45770.doc


Наименование, цель и задача дисциплины

Дисциплина "Прикладные задачи динамики взаимодействия пути и подвижного состава".

Учебный план по Образовательной программе утвержден на заседании Ученого совета университета от 09.08.2017 № 15.

Целью дисциплины "Прикладные задачи динамики взаимодействия пути и подвижного состава" является расширение и углубление подготовки в составе других базовых дисциплин блока "Блок 1 - Дисциплины (модули)" Образовательной программы в соответствии с требованиями, установленными федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования для формирования у выпускника общепрофессиональных, профессионально-специализированных компетенций, способствующих решению профессиональных задач в соответствии с видами профессиональной деятельности, предусмотренными учебным планом и специализацией "Управление техническим состоянием железнодорожного пути".

Для достижения цели поставлены задачи ведения дисциплины:

подготовка обучающегося по разработанной в университете Образовательной программе к успешной аттестации планируемых результатов освоения дисциплины;

подготовка обучающегося к защите выпускной квалификационной работы;

развитие социально-воспитательного компонента учебного процесса.


Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине, соотнесенных с планируемыми результатами освоения Образовательной программы

Планируемый результат освоения дисциплины Планируемый результат освоения Образовательной программы

Знает: особенности статической и динамической работы конструкции железнодорожного пути в целом и отдельных его элементов

Умеет: выполнять статические и динамические расчеты конструкций пути и искусственных сооружений с учетом изменения эксплуатационных параметров

Имеет навыки: методами оценки прочности и надежности транспортных сооружений

ОПК-7 - способностью применять методы расчета и оценки прочности сооружений и конструкций на основе знаний законов статики и динамики твердых тел, о системах сил, напряжениях и деформациях твердых и жидких тел

Знает: классификацию отказов элементов железнодорожного пути и его сооружений, методы и способы повышения надежности и продления ресурса работоспособности конструкций

Умеет: выполнять статические и динамические расчеты конструкций пути и искусственных сооружений с учетом изменения эксплуатационных параметров

Имеет навыки: методами оценки прочности и надежности транспортных сооружений

ПСК-2.4 - владением методами проектирования и расчета конструкций железнодорожного пути и его сооружений на прочность и устойчивость с учетом обеспечения длительных сроков эксплуатации при известных параметрах движения поездов и природных воздействий

Место дисциплины 1С.В.ДВ "Прикладные задачи динамики взаимодействия пути и подвижного состава" в структуре Образовательной программы

Дисциплина отнесена к Блоку 1С Образовательной программы. Дисциплина является дисциплиной по выбору обучающегося (В.ДВ).

Требования к входным знаниям, умениям и компетенциям обучающегося, необходимым для изучения данной дисциплины, соответствуют требованиям по результатам освоения предшествующих дисциплин : "Математика", "Теоретическая механика".

Нормативный срок освоения Образовательной программы по очной форме обучения – 5 лет. Наименование формы и срока обучения из базы данных РГУПС (вид обучения): 5 лет очное, 5 лет заочное.

Обозначения-аббревиатуры учебных групп, для которых данная дисциплина актуальна: ЗСэ, ЗУС, СУВ, СУС, Сэ.

Дисциплина реализуется в 9 семестре.

Объем дисциплины в зачетных единицах с указанием количества академических часов, выделенных на контактную работу обучающихся с преподавателем (по видам учебных занятий) и на самостоятельную работу обучающихся

Вид обучения: 5 лет очное

Общая трудоемкость данной дисциплины 3 зачетные единицы (108 часов), в том числе контактная работа обучающегося с преподавателем (КРОП) с учетом ИЗ и КСР 34 часа.

Виды учебной работы Всего часов КРОП, часов Число часов в семестре
9
Аудиторные занятия всего и в т.ч. 32 32 32
Лекции (Лек) 16 16 16
Лабораторные работы (Лаб)      
Практические, семинары (Пр) 16 16 16
Индивидуальные занятия (ИЗ),
контроль самостоятельной работы (КСР)
2 2 2
Самостоятельная работа (СРС), всего и в т.ч. 65   65
Контрольная работа (К)      
Реферат (Р)      
Расчетно-графическая работа (РГР)      
Курсовая работа (КР)      
Курсовой проект (КП)      
Самоподготовка 65   65
Контроль, всего и в т.ч. 9   9
Экзамен (Экз)      
Зачет (За) 9   9
Общая трудоемкость, часы 108 34 108
Зачетные единицы (ЗЕТ) 3   3

Вид обучения: 5 лет заочное

Общая трудоемкость данной дисциплины 3 зачетные единицы (108 часов), в том числе контактная работа обучающегося с преподавателем (КРОП) с учетом ИЗ и КСР 11 часов.

Виды учебной работы Всего часов КРОП, часов Число часов в заезде
13 14
Аудиторные занятия всего и в т.ч. 8 8 4 4
Лекции (Лек) 4 4 4  
Лабораторные работы (Лаб)        
Практические, семинары (Пр) 4 4   4
Индивидуальные занятия (ИЗ),
контроль самостоятельной работы (КСР)
3 3 1 2
Самостоятельная работа (СРС), всего и в т.ч. 93   31 62
Контрольная работа (К) 12     12
Реферат (Р)        
Расчетно-графическая работа (РГР)        
Курсовая работа (КР)        
Курсовой проект (КП)        
Самоподготовка 81   31 50
Контроль, всего и в т.ч. 4     4
Экзамен (Экз)        
Зачет (За) 4     4
Общая трудоемкость, часы 108 11 36 72
Зачетные единицы (ЗЕТ) 3      

Содержание дисциплины, структурированное по темам (разделам) с указанием отведенного на них количества академических часов и видов учебных занятий

Содержание дисциплины

Семестр № 9

1. Основы взаимодействия подвижного состава и пути. (Компетенция/и ОПК-7)

1.1. Особенности железнодорожного пути: 1) Конструктивные особенности железнодорожного пути, влияющие на его взаимодействие с подвижным составом. 2) Основные элементы ж.д. пути. 3) Особенности устройства пути на кривых участках. 4) Неровности рельсового пути. Динамические характеристики верхнего строения пути. 5) Стрелочные переводы.

1.2. Устройство и параметры ходовых частей подвижного состава: 1) Основные конструктивные элементы и параметры ходовых частей подвижного состава. 2) Расчетная схема механической части железнодорожного подвижного состава.

2. Методы изучения взаимодействия подвижного состава и пути. (Компетенция/и ОПК-7)

2.1. Методика составления уравнений движения: 1) Уравнения аналитической механики. Связи. Число степеней свободы. Обобщенные координаты. 2) Кинетическая энергия. Потенциальная энергия. Обобщенные силы. Диссипативная функция Рэлея. 3) Дифференциальные уравнения движения: уравнения Лагранжа второго рода; общее уравнение динамики.

3. Устойчивость механических систем. (Компетенция/и ОПК-7, ПСК-2.4)

3.1. Равновесие механической системы. Устойчивость равновесия: 1) Понятие об устойчивости равновесия по Ляпунову. Достаточное условие устойчивости равновесия консервативной системы (теорема Лагранжа — Дирихле). 2)Теоремы Ляпунова. Теоремы Кельвина. 3) Примеры оценки устойчивости равновесия подвижного состава и пути.

3.2. Исследование устойчивости движения рельсовых экипажей: 1) Нормальные и касательные усилия в контакте «колесо-рельс». Пятно контакта. 2) Качение одиночной колесной пары в рельсовой колее. Формула Клингеля. Пример расчета. 3) Устойчивость движения рельсовых экипажей по первому приближению Ляпунова. Примеры.

4. . Инженерные методы решения задач взаимодействия пути и подвижного состава. (Компетенция/и ОПК-7, ПСК-2.4)

4.1. Малые колебания системы с одной степенью свободы: 1) Малые колебания консервативных систем. Линеаризация дифференциальных уравнений движения. 2) Свободные гармонические колебания. Затухающие колебания, апериодическое затухающее движение. 3) Вынужденные колебания. Биение; резонанс. Вынужденные колебания при наличии сопротивления. АЧХ, АФХ. Примеры.

4.2. Малые колебания с двумя степенями свободы: 1) Дифференциальные уравнения малых колебаний консервативной системы в обобщенных координатах. 2) Общее решение системы дифференциальных уравнений. 3) Уравнение частот. Собственные частоты, главные колебания. Парциальные частоты. Собственные формы колебаний, их свойства. Примеры 4) Вынужденные колебания системы с двумя степенями свободы.

4.3. Расчеты пути, производимые с целью определения его конструктивных параметров: 1) Продольные динамические силы в рельсах, возникающие при движении по пути подвижного состава. 2) Расчет прочности верхнего строения пути.


Отведенное количество часов по видам учебных занятий и работы

Вид обучения: 5 лет очное

Номер раздела данной дисциплины Трудоемкость в часах по видам занятий
Лекции Практические занятия, семинары Лабораторные работы Самоподготовка
1 4 2   15
2 2 2   10
3 4 2   20
4 6 10   20
Итого 16 16   65
В т.ч. по интерактивным формам 2      

Лабораторный практикум

Не предусмотрено.


Практические занятия (семинары)

Вид обучения: 5 лет очное

Номер раздела данной дисциплины Наименование (тематика) практических работ, семинаров Трудоемкость аудиторной работы, часы
Семестр № 9
1 Исследование движения экипажа на кривых участках пути 2
2 Составление уравнений Лагранжа 2 рода 2
3 Исследование устойчивости равновесия механических систем 2
4 Особенности взаимодействия пути и подвижного состава на стрелочных переводах. 2
Расчет удара колеса по рельсу 2
Продольные динамические силы в рельсах, возникающие при движении по пути подвижного состава. . 2
Расчет напряжений в рельсах и элементах основания пути. 2
Определение поперечной устойчивости пути при действии на него рамных сил экипажей. 2

Самостоятельное изучение учебного материала (самоподготовка)

Вид обучения: 5 лет очное

Номер раздела данной дисциплины Наименование тем, вопросов, вынесенных для самостоятельного изучения Трудоемкость внеаудиторной работы, часы
Семестр № 9
1 Подвешивание тяговых двигателей и передаточных механизмов на тележках 7
Рельсовые скрепления и противоугоны 8
2 Стохастические методы исследования колебаний экипажей 10
3 Определение поперечной устойчивости пути при действии на него равных сил экипажей 10
Определение устойчивости при извилистом движении колесной пары 10
4 Движение экипажей по круговым кривым 7
Определение фактора износа гребней колес и рельсов при их взаимодействии на кривых участках пути 7
Динамические силы, возникающие при прохождении экипажами стрелочных переводов 6

Объем самостоятельного изучения учебного материала (самоподготовка) по виду обучения 5 лет заочное составляет 81 час.


Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы обучающихся по дисциплине

№ п/п Библиографическое описание Ресурс
1 Основы механики подвижного состава: Учебно-методическое пособие по выполнению практических заданий и самостоятельной работы для студентов железнодорожных специальностей / П.Г. Иваночкин, Е.А. Василькова; ФГБОУ ВО РГУПС. – Ростов н/Д, 2017 ЭБС РГУПС

Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации обучающихся по дисциплине

Перечень компетенций с указанием этапов их формирования в процессе освоения Образовательной программы

Компетенция Указание (+) этапа формирования в процессе освоения ОП (семестр)
9
ОПК-7 +
ПСК-2.4 +

Описание показателей и критериев оценивания компетенций на различных этапах их формирования

Компе-
тенция
Этап
формирования
ОП (семестр)
Показатель оценивания Критерий оценивания
ОПК-7 9 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
ПСК-2.4 9 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.

Описание шкал оценивания компетенций

Значение оценки Уровень освоения компетенции Шкала оценивания (для аттестационной ведомости, зачетной книжки, документа об образования) Шкала оценивания (процент верных при проведении тестирования)
Балльная оценка - "удовлетворительно". Пороговый Оценка «удовлетворительно» выставляется обучающемуся, который имеет знания только основного материала, но не усвоил его деталей, допускает неточности, недостаточно правильные формулировки, нарушения последовательности изложения программного материала и испытывает трудности в выполнении практических навыков. От 40% до 59%
Балльная оценка - "хорошо". Базовый Оценка «хорошо» выставляется обучающемуся, твердо знающему программный материал, грамотно и по существу его излагающему, который не допускает существенных неточностей в ответе, правильно применяет теоретические положения при решении практических работ и задач, владеет необходимыми навыками и приемами их выполнения. От 60% до 84%
Балльная оценка - "отлично". Высокий Оценка «отлично» выставляется обучающемуся, глубоко и прочно усвоившему программный материал, исчерпывающе, последовательно, грамотно и логически стройно его излагающему, в ответе которого тесно увязываются теория с практикой. При этом обучающийся не затрудняется с ответом при видоизменении задания, показывает знакомство с литературой, правильно обосновывает ответ, владеет разносторонними навыками и приемами практического выполнения практических работ. От 85% до 100%
Дуальная оценка - "зачтено". Пороговый, Базовый, Высокий Оценка «зачтено» выставляется обучающемуся, который имеет знания, умения и навыки, не ниже знания только основного материала, может не освоить его детали, допускать неточности, недостаточно правильные формулировки, нарушения последовательности изложения программного материала и испытывает трудности в выполнении практических навыков. От 40% до 100%
Балльная оценка - "неудовлетворительно", Дуальная оценка - "не зачтено". Не достигнут Оценка «неудовлетворительно, не зачтено» выставляется обучающемуся, который не знает значительной части программного материала, допускает ошибки, неуверенно выполняет или не выполняет практические работы. От 0% до 39%

Типовые контрольные задания или иные материалы, необходимые для оценки знаний, умений, навыков, характеризующих этапы формирования компетенций в процессе освоения образовательной программы

Типовые контрольные задания

Курсовые проекты (работы)

Не предусмотрено.


Контрольные работы, расчетно-графические работы, рефераты

определить возвышение наружного рельса в кривой;

построить уравнение оси пути;;

извилистое движение колесной пары;;

составить дифференциальные уравнения колебаний подпрыгивания экипажа с двухступенчатым рессорным подвешиванием.

Для заочной формы обучения контрольная работа проводится в форме компьютерного тестирования на базе ЦМКО.


Перечни сопоставленных с ожидаемыми результатами освоения дисциплины вопросов (задач):

Зачет. Семестр № 9

Вопросы для оценки результата освоения "Знать":

1) Конструкция механической части подвижного состава. Выбор расчетной схемы.
2) Связи. Число степеней свободы. Обобщенные координаты и скорости.
3) Кинетическая энергия.
4) Потенциальная энергия. Обобщенные силы.
5) Диссипативная функция Рэлея.
6) Понятие биения и резонанса.
7) Теорему Лагранжа- Дирихле об устойчивости равновесия.
8)Теоремы Ляпунова и Кельвина.

Вопросы для оценки результата освоения "Уметь":

1) Составлять уравнения Лагранжа второго рода
2) Определять собственные частоты, парциальные частоты, собственные формы колебаний.
3) Исследовать устойчивость движения и устойчивость по первому приближению.
4) Строить амплитудно-частотные и амплитудно-фазовые характеристики механических систем.
5) Применять геометрическую интерпретацию устойчивости движения.

Вопросы для оценки результата освоения "Иметь навыки":

1)Задача на исследование колебаний железнодорожных экипажей.

2)Задача на исследование устойчивости движения рельсовых экипажей.

3)Приемами линеаризации уравнений движения подвижного состава.

4)Методами расчета пути и подвижного состава, производимых с целью определения их конструктивных параметров.


Методические материалы, определяющие процедуру оценивания знаний, умений, навыков, характеризующих этапы формирования компетенций

№ п/п Библиографическое описание
1 Методические указания, определяющие процедуру оценивания знаний, умений, навыков, характеризующих этапы формирования компетенций. Ресурс ЦМКО РГУПС.

Для каждого результата обучения по дисциплине определены

Показатели и критерии оценивания сформированности компетенций на различных этапах их формирования

Резуль-
тат
обуче-
ния
Компе-
тенция
Этап
формиро-вания в
процессе
освоения
ОП
(семестр)
Этапы
формирования
компетенции
при изучении
дисциплины
(раздел
дисциплины)
Показатель
сформиро-
ванности
компетенции
Критерий
оценивания
Знает, Умеет, Имеет навыки ОПК-7 9 1, 2, 3, 4 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
1, 2, 3, 4 Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
Знает, Умеет, Имеет навыки ПСК-2.4 9 3, 4 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
3, 4 Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.

Шкалы и процедуры оценивания

Значение оценки Уровень
освоения
компетенции
Шкала оценивания
(для аттестационной
ведомости, зачетной
книжки, документа
об образовании)
Процедура оценивания
Балльная оценка -
"отлично",
"хорошо",
"удовлетворительно".
Дуальная оценка -
"зачтено".
Пороговый, Базовый, Высокий В соответствии со шкалой оценивания в разделе РПД "Описание шкал оценивания компетенций" Зачет (письменно-устный).
Выполнение практического задания в аудитории.
Балльная оценка -
"неудовлетворительно".
Дуальная оценка -
"не зачтено".
Не достигнут

Перечень основной и дополнительной учебной литературы, необходимой для освоения дисциплины

Основная литература

№ п/п Библиографическое описание Ресурс
1 Иваночкин, П.Г. Основы механики подвижного состава: учебное пособие. В 2ч. Ч.1/ П.Г. Иваночкин, А.А. Зарифьян, Е.А. Василькова; ФГБОУ ВПО РГУПС. – Ростов н/Д, 2017. – 58 с.: ил. – Библиогр. : с. 58. ЭБС РГУПС

Дополнительная литература

№ п/п Библиографическое описание Ресурс
1 Рубан, В. Г. Решение задач динамики железнодорожных экипажей в пакете Mathcad : учеб. пособие / В.Г. Рубан, А.М. Матва ; РГУПС. - Ростов н/Д : [б. и.], 2009. - 98 с. - Библиогр.: 9 назв ЭБС РГУПС
2 «Железные дороги мира» Ежемесячный научно-технический журнал ЭБ public.ru
3 «Путь и путевое хозяйство» Научно-популярный производственно-технический журнал ЭБ public.ru
4 Математические методы в задачах моделирования транспортных средств [Текст] : учеб. пособие. Ч. 1 / В. Г. Рубан, А. М. Матва, С. А. Хачкинаян [и др.]. ; ФГБОУ ВПО РГУПС. - Ростов н/Д : [б. и.], 2012. - 61 с. : ил. - Библиогр.: 12 назв. ЭБС РГУПС

Электронные образовательные ресурсы в сети "Интернет"

№ п/п Адрес в Интернете, наименование
1 http://rgups.ru/. Ресурс ЭИОС РГУПС
2 http://www.iprbookshop.ru/. Электронно-библиотечная система "IPRBooks"
3 https://www.biblio-online.ru/. Электронно-библиотечная система "Юрайт"
4 http://www.umczdt.ru/. Электронная библиотека "УМЦ ЖДТ"
5 http://jirbis2.rgups.ru/jirbis2/. Электронно-библиотечная система РГУПС
6 https://rgups.public.ru/. Электронная библиотека "public.ru"

Профессиональные базы данных и информационно-справочные системы

№ п/п Адрес в Интернете, наименование
1 http://www.glossary.ru/. Глоссарий.ру (служба тематических толковых словарей)
2 http://www.consultant.ru/. КонсультантПлюс

Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

№ п/п Библиографическое описание Ресурс
1 Иваночкин П.Г. Учебно-наглядное пособие - тематические иллюстрации по дисциплине "Прикладные задачи динамики взаимодействия пути и подвижного состава". РГУПС. - Ростов н/Д, 2019. ЭИОС РГУПС
2 Основы механики подвижного состава: Учебно-методическое пособие по выполнению практических заданий и самостоятельной работы для студентов железнодорожных специальностей / П.Г. Иваночкин, Е.А. Василькова; ФГБОУ ВО РГУПС. – Ростов н/Д, 2017 ЭБС РГУПС

Перечень информационных технологий, включая перечень ПО и информационных справочных систем

№ п/п Наименование Произ-
во
1 Операционная система ОС Microsoft Windows. Офисное программное обеспечение Microsoft Office. Общесистемное ПО Acrobat Reader. И

О - программное обеспечение отечественного производства

И - импортное программное обеспечение


Описание материально-технической базы, необходимой для осуществления образовательного процесса по дисциплине

Помещения(аудитории):

учебные аудитории для проведения учебных занятий;

помещения для самостоятельной работы.

Для изучения настоящей дисциплины в зависимости от видов занятий используется:

Учебная мебель;

Технические средства обучения (включая стационарный либо переносной набор демонстрационного оборудования).

Самостоятельная работа обучающихся обеспечивается компьютерной техникой с возможностью подключения к сети "Интернет" и ЭИОС.


"____" _________________20___г.


Код РПД: 45770.