Динамічна поведінка рухомого складу: моделювання та прогнозування
Спеціальність: Функціональна безпека залізничного транспорту
Код дисципліни: 7.273.01.E.018
Кількість кредитів: 5.00
Кафедра: Залізничний транспорт
Лектор: К.т.н., доцент Соболевська Юлія Генріхівна
Семестр: 2 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Інтегральна компетентність (ІНТ):
Здатність розв’язувати складні спеціалізовані задачі та практичні проблеми у професійній діяльності у сфері залізничного транспорту відповідно до спеціалізації або у процесі подальшого навчання із застосуванням положень, теорій та методів природничих, технічних, інформаційних та соціально-економічних наук, що передбачає проведення досліджень та/або здійснення інновацій та характеризується комплексністю та невизначеністю умов.
Загальні та фахові компетентності:
ЗК1. Знання та розуміння предметної області та розуміння професійної діяльності.
ЗК4. Здатність проведення досліджень на відповідному рівні.
ЗК5. Здатність до пошуку, оброблення та аналізу інформації з різних джерел.
ЗК6. Здатність виявляти, ставити та вирішувати проблеми.
ЗК7. Здатність приймати обґрунтовані рішення.
ЗК8. Здатність працювати у міжнародному контексті.
ФК 2. . Здатність застосовувати системний підхід до вирішення інженерних проблем в рамках спеціалізації.
ФК 5. Здатність вирішувати наукові та виробничі проблеми у сфері залізничного транспорту, демонструючи розуміння ширшого міждисциплінарного інженерного контексту.
ФК 07. Здатність досліджувати, аналізувати та вдосконалювати технологічні процеси залізничного транспорту відповідно до спеціалізації.
ФК 08. Здатність приймати ефективні рішення щодо вибору матеріалів, обладнання та заходів для реалізації новітніх технологій на залізничному транспорті відповідно до спеціалізації.
ФКС 2.2. Здатність визначати параметри взаємодії рухомого складу і колії та елементів рухомого складу між собою згідно з національними вимогами та вимогами Європейського Союзу.
Результати навчання: РН 1. Знати і розуміти сучасні методи наукових досліджень, організації та планування експерименту, комп’ютеризованих методів дослідження та опрацювання результатів.
РН 2 Вирішувати задачі зі створення, експлуатації, утримання, ремонту та утилізації об’єктів залізничного транспорту, у тому числі на межі із суміжними галузями, інженерними науками, фізикою, екологією та економікою.
РН 8 Знати та застосовувати необхідні методи та засоби досліджень, розробляти та аналізувати фізичні, математичні та комп’ютерні моделі об’єктів дослідження, що стосуються створення, експлуатації та ремонту об’єктів залізничного транспорту
РН 11 Виконувати техніко-економічні розрахунки, порівняння та обґрунтування процесів проєктування, конструювання, виробництва, ремонту, реновації, експлуатації об’єктів залізничного транспорту відповідно до спеціалізації.
РН 14 Розраховувати характеристики об’єктів залізничного транспорту відповідно до спеціалізації.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Попередні та супутні навчальні дисципліни:
Сучасні підходи до проєктування та дослідження об’єктів залізничного транспорту
Міжнародна залізнична термінологія та методологія вибору оптимальних рішень
Наступні навчальні дисципліни
Практика за темою магістерської кваліфікаційної роботи
Короткий зміст навчальної програми: Основними завданнями вивчення дисципліни є ознайомлення здобувачів освіти з експериментальними та математичними методами аналізу та прогнозування динамічних явищ, які виникають в процесі експлуатації рухомого складу залізниць. Будуть показані застосування методів математичної статистики (кореляційний, дисперсійний та регресійний аналіз) в плануванні та обробці результатів експериментів. Розглядатимуться різні класи математичних моделей, що дозволяють досліджувати коливання як окремого транспортного засобу, так і поїзда в цілому з оцінкою критеріїв безпеки руху, аналізом впливу різних факторів на параметри коливних процесів.
Опис: Перелік тем лекційних занять:
1. Вступ. Вплив динамічних характеристик на безпеку та ефективність залізничного транспорту. Основні нормативні документи для підсистеми Рухомий склад. Вимоги до випробувань рухомого складу.
2. Експериментальні дослідження рухомого складу. Планування експерименту.
3. Обробка експериментальних даних. Основи спектрального аналізу. Програмні комплекси для обробки результатів експерименту.
4. Комп'ютерне моделювання як інструмент для оцінки динамічних характеристик та безпеки руху залізничного транспорту. Створення багатомасових механічних моделей. Моделювання роботи ударно-тягового обладнання, демпферів та амортизаторів коливань.
5. Континуальні моделі поїзда. Моделювання коливань рідини в котлі залізничної цистерни.
6. Скінчено-елементні моделі в дослідженні міцності та безпеки рухомого складу залізниць.
7. Стохастичні моделі рухомого складу залізниць
Перелік тем практичних занять:
1. Використання методів математичної статистики при оцінці експериментальних даних.
2. Апроксимація функціями результатів експериментів та спостережень. Оцінка впливу випадкових факторів за допомогою дисперсійного аналізу.
3. Обробка результатів експерименту методами спектрального аналізу.
4. Складання та розв’язання математичних моделей систем з одним ступенем вільності.
5. Вільні коливання систем з двома ступенями вільності. Визначення частот і форм коливань.
6. Вимушені коливання систем з двома ступенями вільності. Резонанс та антирезонанс.
7. Використання числових методів для розв’язання диференціальних рівнянь коливань рухомого складу.
Перелік тем лабораторних занять:
1. Експериментальне визначення параметрів коливань пружин ресорного підвішування рухомого складу.
2. Аналіз частот та декрементів коливань пневматичної ресори швидкісного рухомого складу залізниць по результатах експерименту.
3. Застосування акселерометрів в динамічних випробуваннях.
4. Випробування по скиданню вагона з клинів.
5. Експериментальне дослідження руху моделі візка рухомого складу по стиках модельної колії.
6. Аналіз записів акселерометра при русі поїзда над тунельним шляхопроводом.
7. Визначення частот та амплітуд вертикальних коливань рухомого складу шляхом комп’ютерного експерименту. Дослідження явищ резонансу та биття.
Методи та критерії оцінювання: Діагностика знань у студентів відбувається за такими методами:
1. Усне опитування під час практичних робіт.
2. Захист лабораторних робіт.
3. Проведення письмового екзамену за результатами вивчення дисципліни, який складається з трирівневих теоретичних та практичних завдань.
4. Проведення усної компоненти за результатами написання екзамену, питання якої ґрунтуються на змісті лекційних, лабораторних та практичних занять.
Критерії оцінювання результатів навчання: Поточний контроль (ПК) – 50 балів, в тому числі оцінювання під час практичних занять-15 балів, оцінювання під час лабораторних занять - 35 балів.
Екзаменаційний контроль: письмова компонента – 40 балів; усна компонента – 10 балів
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Грищук Ю. С. Основи наукових досліджень: Навч. посібник. – Харків: НТУ «ХПІ», 2008. – 232 с.
2. Горват А.А., Молнар О.О., Мінькович В.В. Методи обробки експериментальних даних з використанням MS Excel: Навчальний посібник. Ужгород: Видавництво УжНУ “Говерла”, 2019. – 160 с.: іл.
3. Вступ до планування оптимального експерименту: Навч. посібн./ Уклад.: Г.О. Статюха, Д.М. Складанний, О.С. Бонаренко – К.: ІВЦ «Політехніка», 2011. – 117 с.
4. Василенко, М.В. Теорія коливань і стійкості руху. [Текст] / М.В.Василенко, О.М.Алексейчук.- К.:Вища школа, 2004.- 525с
5. Дьомін, Ю.В. Основи динаміки вагонів. [Текст]./ Дьомін Ю.В., Черняк Г.Ю.. – К.: КУЕТТ. – 2003.-270с.
6. Блохін, Є.П. Динаміка електричного рухомого складу. [Текст]: навчальний посібник./ Є.П.Блохін, М.Л.Коротенко, В.С.Буров.- Дніпропетровськ, 2002.- 138с.
7. Дьомін Р. Ю. Науково-технічні основи створення залізничного рухомого складу типу «Схід-Захід»: монографія / Р. Ю. Дьомін, Ю. В. Дьомін, Г. Ю. Черняк, А. В. Мостович. – Київ : вид-во СНУ ім. В. Даля, 2024. – 380 с.
8. Ремез Н.С. Чисельні методи розв’язання технічних задач [Текст]: навчальний посібник./ Н.С.Ремез, В.Б.Кисельов, А.О.Дичко, Ю.Ю. Мінаєва.- Київ: видавн.дім Гельветика, 2022.- 186с.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).