铁道车辆系统静动力学课程教学大纲

《车辆系统动力学》(022006)实验教学大纲学科部(系):车辆工程系执笔人: 王树凤审核人:张为春一、课程基本情况:1开课基本情况《车辆系统动力学》课程教学计划总学时为24学时、教学计划实验学时为4学时、实际可开出实验学时为4学时；不是独立设课。

2所属类型及服务专业《车辆系统动力学》是车辆工程本科专业的一门专业课。

3本大纲修订时间：2007年3月03日二、实验教学目的和要求：本实验课是《车辆系统动力学》课程的组成部分，由于该课程不仅要介绍汽车的动力性、制动性、操纵稳定性等性能，使学生了解和掌握汽车的基本性能原理；而且还要介绍计算机仿真分析，通过使用计算机进行仿真，使学生对所学的理论知识有更深入的理解。

本实验课是计算机仿真知识与操纵稳定性理论知识的综合运用。

本实验课的目的：使学生理解线性二自由度汽车操纵稳定性的模型，以及稳态特性、瞬态响应的基本概念，提高学生的理论知识水平，使学生掌握如何利用计算机仿真的方法进行分析，培养学生的动手能力，提高学生的科研素质。

要求：该实验要求学生独立完成，利用计算机软件建立车辆的数学模型，对其进行操纵稳定性能分析，并绘制相应的曲线图，通过修改主要参数，分析其对性能的影响。

三、学时分配及实验项目表本课程实验共安排4学时，其中4学时为必选实验，教学计划要求学生完成实验学时数为4四、实验方式和要求主要在计算机上应用软件进行操纵稳定性仿真分析。

要求如下：1、掌握MATLAB的基本操作命令；2、学会使用MATLAB建立操纵稳定性的数学模型；3、学会绘制性能曲线图；4、通过修改参数，分析不同参数对性能的影响；5、比较仿真结果与理论结果是否一致。

五、实验课的考核：考核方式：指导老师根据学生的实验态度、操作技能和实验结果的完成情况综合评定成绩。

评分标准：根据实验要求，评分标准分为优秀、良好、中等、合格、不合格。

优：考勤全勤；软件操作熟练，能正确的建立数学模型，并绘制相应的曲线图，能正确分析各参数对性能的影响，并说明原因，实验报告书写工整、内容完整。

《车辆系统动力学》教学大纲《车辆系统动力学》教学大纲Primary theories of V ehicle system dynamics课程编号：适用专业：铁道机车车辆课程层次及学位课否：必修课总学时：32 学分数：2执笔者：任尊松金新灿一、课程性质和任务本课程主要面向本科三年级学生开设，其目的是让学生从动力学角度了解、掌握铁道车辆动力学基本理论和准则。

由于车辆的运行性能主要决定于悬挂装置中诸如弹簧和各种弹簧元件、减振器、弹簧支承以及各种拉杆、定位装置等的结构型式的选择是否合理，设计参数是否选用恰当；因此，本课程将围绕采取哪些措施来提高或获得车辆系统优良的动力学性能来讲解。

二、内容简介和学时分配第一章概论（2课时）§1-1 研究内容和目的（20分钟）§1-2 车辆动力学研究与实践（30分钟）§1-3 铁路发展趋势（15分钟）§1-4 我国铁路高速技术发展（20分钟）§1-5 铁道部技术引进与动车组（15分钟）重点：铁道车辆动力学研究目的和世界轮轨铁路发展趋势第二章世界轮轨高速（2课时）§2-1 世界轮轨高速铁路（40分钟）§2-2 高速列车十大关键技术（60分钟）重点：高速列车的高性能转向架技术、牵引与制动技术、轻量化技术等难点：自动控制监测与诊断技术第三章车辆动力性能与评判标准（2课时）§3-1 车辆运行安全性及其评估标准（50分钟）§3-2 车辆运行品质及其评估标准（50分钟）重点：GB5599-1985中关于脱轨系数、减载率、轮轨横向力等安全性指标和舒适性指标的限定标准。

难点：脱轨系数、减载率求解公式推导。

第四章车辆系统动力学结构模型（2课时）§4-1 车辆系统基本结构（25分钟）§4-2 车辆系统振动自由度（35分钟）§4-3 车辆系统数学模型（40分钟）重点：车辆定距、轴距、车轮名义半径、车轮踏面、轮缘等基本概念和车辆运动自由度定义。

列车空气动力学概论教学大纲《列车空气动力学概论》教学大纲课程的基本描述课程名称列车空气动力学概论【单击此处输入英文课程名称】课程编号20CL0212考核方式考查课课程性质专业方向课适用专业车辆工程系参考教材理论田红旗.列车空气动力学.中国铁道出版社，第一版，2007实训张英朝.汽车空气动力学数值模拟技术.北京大学出版社，2011 总学时32学时理论学时24学时实训学时8学时0学时学分2学分开课学期第5学期前导课程高等数学、理论力学后续课程车辆动力学软件原理及应用课程说明2.1课程的地位与任务《列车空气动力学概论》是车辆工程专业的一门专业选修课，课程目标在于培养学生具备进行列车空气动力学分析的的基本知识和基本手段。

课程任务要求具体如下：1、学生通过学习该课程，应能掌握流体力学的基本知识、影响列车运行的空气动力学因素以及空气动力学基础知识；2、掌握列车空气动力学研究手段，数值分析方法，了解列车空气动力学分析在高速列车外形设计中的地位与作用，进而具有综合运用所学的知识，研究改进或开发新的列车外形的能力。

2.2课程教学目标能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决车辆系统复杂工程问题。

具备解决车辆系统复杂工程问题所需的工程基础知识和技能。

2.3学时分配学时数要与下面内容中的学时分配数相一致。

章次标题理论学时实训学时任务一绪论任务二流体静力学任务三流体动力学任务四理想不可压缩流体平面位流任务五粘性流体及边界层理论任务六列车空气动力学问题任务七专题讨论总学时2.4课程的主要特点本课程是车辆工程专业的一门专业选修课，课程目标在于培养学生具备进行列车空气动力学分析的的基本知识和基本手段。

2.5教学方法1．采用启发式教学，鼓励学生自学，培养学生的自学能力；以“少而精”为原则，精选教学内容；增加讨论课，调动学生学习的主观能动性。

2．在教学内容上，系统讲授流体力学、空气动力学的基本理论、基本知识和基本方法，使学生能够系统掌握用于解决列车空气动力学问题的专业基础知识。

13级机车车辆专业、动车组检修专业《铁道概论》课程标准1 前言1.1课程的性质本课程是铁道机车车辆、动车组检修专业的专业基础课程。

通过本课程的学习，使学生能够全面地了解铁路运输系统的相关知识，主要包括：铁路线路、车站、铁路车辆、通信信号与铁路运输。

《铁道概论》为机车车辆专业的学生提供了一个全面了解铁路系统的机会，通过学习这门课程，学生可以对铁路系统有一个全局的认识，从而了解自己专业的概况与地位，为今后的专业学习打下知识与兴趣基础。

1.2设计思路《铁道概论》以理论教学为主，现场参观为辅助手段，以多媒体教学的方式授课，主要内容是整个铁路运输系统的构成，及各个组成部分的作用。

利用真实的工程图片与影片打破理论教学的单调与枯燥，以此培养学生上课的兴趣与积极性，安排学生在理论学习之后进行实地参观，从而加深对课堂内容的理解与记忆。

本门课程建议学时为30学时。

2 课程目标通过任务引领型的项目活动，使学生能准确描述铁路运输系统的组成、特点及作用；能够准确地位自己所学专业定位；形成善于分析、勤于思考、自主学习、概括汇总的学习能力。

2.1知识●掌握铁路线路的等级，平面与纵断面，以及轨道的组成；●掌握车站的分类以及中间站、区段站、编组站的作用；●掌握铁路车辆的分类与车辆的基本构造；●掌握机车车辆与动车组的构造与基本维修知识；●掌握铁路信号的作用、分类与设备；●掌握铁路运输的条件与内容；●掌握重载列车与重载铁路线路技术的基本知识。

2.2技能●能准确地为自己所学专业定位；●有能力参加铁路知识竞赛；●能够准确全面地应付用人单位的基本面试内容。

2.3态度●培养学生自主学习、汇总概括的能力；●2)培养学生细心思考及发现问题的能力。

3 课程内容和要求4.1教材编写●教材应按照课程标准编写，要充分体现项目引领、任务驱动课程的理念；●教材应按照完成城轨车辆总体结构和各部分结构检查等工作领域的各项工作任务的需要以及实际工作岗位的操作规程，并结合职业技能鉴定要求组织教材内容；教材中引入必需的理论知识和实际操作的内容，做到理论联系实际；●教材内容的表述应精准和科学；●教材内容应体现先进性、通用性、实用性，要将本专业新技术、新设备、新工艺、新材料纳入教材，使教材更贴近本专业的发展和实际需要。

汽车系统动力学教学大纲汽车系统动力学教学大纲引言：汽车系统动力学是汽车工程领域中的重要学科之一。

它研究汽车的动力学性能，包括车辆的悬挂系统、转向系统、制动系统等。

本文将介绍汽车系统动力学教学的大纲，旨在帮助学生全面了解汽车系统动力学的基本原理和应用。

一、课程概述汽车系统动力学课程是汽车工程专业的核心课程之一，主要介绍汽车的动力学性能与操控特性。

通过本课程的学习，学生将能够掌握汽车系统动力学的基本原理和应用，为日后从事汽车工程相关领域的工作打下坚实的基础。

二、教学目标1. 理解汽车系统动力学的基本概念和原理；2. 掌握汽车悬挂系统、转向系统、制动系统等的设计和调整方法；3. 能够分析汽车动力学性能，并提出相应的改进措施；4. 培养学生的实际动手能力和团队合作精神。

三、教学内容1. 汽车系统动力学基础知识a. 车辆坐标系和参考系b. 汽车运动学和动力学基本方程c. 车辆的质量和惯性特性d. 车辆悬挂系统的结构和工作原理2. 汽车悬挂系统动力学a. 悬挂系统的类型和分类b. 悬挂系统的参数对车辆动力学性能的影响c. 悬挂系统的调整和优化方法3. 汽车转向系统动力学a. 转向系统的结构和工作原理b. 转向系统的参数对车辆操控性能的影响c. 转向系统的调整和优化方法4. 汽车制动系统动力学a. 制动系统的结构和工作原理b. 制动系统的参数对车辆制动性能的影响c. 制动系统的调整和优化方法5. 汽车系统动力学的实验与仿真a. 汽车系统动力学实验的设计和实施b. 汽车系统动力学仿真软件的应用四、教学方法1. 理论授课：通过课堂讲解，向学生传授汽车系统动力学的基本理论知识；2. 实验教学：组织学生进行汽车系统动力学实验，培养学生的动手能力和实践能力；3. 仿真教学：利用计算机仿真软件，模拟汽车系统动力学的运动过程，帮助学生理解和分析实际问题；4. 讨论与案例分析：组织学生进行小组讨论，分析实际案例，培养学生的团队合作和问题解决能力。

ME 6019《汽车系统动力学》课程教学大纲课程名称：汽车系统动力学课程代码： ME 6019学分/学时：3学分/48学时开课学期：秋季学期适用专业：车辆工程、机械工程先修课程：高等数学、大学物理、理论力学、机械设计、控制理论基础、机械振动等。

后续课程：无开课单位：机械与动力工程学院一、课程性质和教学目标课程性质：所谓车辆动力学的内容实际上基本为原“汽车理论”（国外通常称“车辆动力学”），尽管路面车辆根据用途不同分为多种类型，如单车、铰接车、轿车，客车，货车，专用车等，但本课程主要偏重于讲述单胎橡胶轮胎的单轴四轮汽车（如轿车），以此为例讲授车辆的驱动与制动、行驶和操纵动力学理论和车辆控制系统及其设计，以使学生掌握车辆动力学的基础理论、了解车辆的使用性能、相关的试验和法规，如何运用动力学建模及分析的方法指导车辆设计。

《汽车系统动力学》可作为本科生车辆工程专业的一门专业骨干课程和机械工程专业的选修课。

教学目标：主要讲述车辆动力学的基本理论、介绍车辆的各种使用性能及评价指标、分析车辆的结构和设计参数对车辆使用性能的影响；讲述车辆使用性能预测的方法和车辆性能的仿真及分析方法。

通过学习和相关实验，使学生了解相关的术语和法规，掌握车辆的设计思想、特性及要求，应用所学到的理论知识指导汽车设计。

目标是培养学生成为的汽车工程领域的专门人才，通过动力学方程的建立与性能分析，培养对汽车性能的分析能力、评价和设计能力，同时也为后续可能的博士生课程《高等车辆动力学及其控制》打下基础。

二、课程教学内容系统介绍车辆动力学的基本内容，即驱动与制动动力学、行驶动力学和操纵动力学及其相关控制系统；运用多体建模方法和先进的控制理论进行汽车动力学仿真及控制系统设计。

课程内容主要包括六大模块：1.车辆动力学简史和发展、设计思想、特性及要求、术语及法规2.驱动与制动动力学及其控制，如ABS、TCS与ESP（VSC ）等3.行驶动力学及其控制:随机路面模型、行驶动力学模型、人体对振动的反应、悬架控制系统设计4.操纵动力学及其控制:轮胎特性、人-车闭环系统、基本操纵模型及其扩展、操纵响应分析、转向控制系统(4WS)设计5.多体系统建模方法及常用车辆动力学分析软件介绍及特点比较，通过三个实例介绍建模、仿真、性能分析以及控制系统设计等整个过程，具体包括：两自由度的制动动力学建模、分析及基于最优滑转率门限值的 ABS 控制器设计；2）随机路面噪声激励下的两自由度单轮行驶动力学建模、性能仿真及最优主动悬架（LQG）控制器设计；3）两自由度单轨模型操纵动力学性能仿真及四轮转向控制器设计。

《汽车系统动力学》教学大纲一、课程性质与任务1．课程性质：本课程是车辆工程专业的专业选修课。

2．课程任务：本课程要求学生学习和掌握车辆系统的主要行驶性能，如牵引性能、车辆的动态载荷、转向动力学等。

研究路面不平度鼓励的振动。

了解该领域世界发展及最新功效。

通过学习本课程，掌握汽车动力学分析的一般的理论和方式，为此后汽车系统动力学分析、从事该领域研究、开发奠定基础。

二、课程教学大体要求本课程是研究所有与汽车系统运动有关的学科，其内容可按车辆运动方向分为纵向、垂向和侧向动力学三大部份。

要求学生了解车辆动力学建模的基础理论、轮胎力学及汽车空气动力学基础之外，重点理解受汽车发动机、传动系统、制动系统影响的驱动动力学和制动动力学，和行驶动力学(垂向)和操纵动力学(侧向)内容。

运用系统方式及现代控制理论，结合实例分析，介绍了车辆动力学模型的成立、计算机仿真、动态性能分析和控制器设计的方式，同时使学生对常常利用的车辆动力学分析软件有所了解。

成绩考核形式：末考成绩（闭卷考试）（70%）＋平时成绩（平时考试、作业、课堂提问、课堂讨论等）（30％）。

成绩评定采用百分制，60分为合格。

三、课程教学内容绪篇概论和基础理论第一章车辆动力学概述1.教学大体要求让学生了解车辆动力学的历史发展、研究内容和范围、车辆特性和设计方式、术语、标准和法规、发展趋势。

2.要求学生掌握的大体概念、理论、技术通过本章教学使学生了解车辆动力学的历史发展、研究内容和范围、车辆特性和设计方式、发展趋势。

3.教学重点和难点教学重点是车辆动力学的研究内容和范围、车辆特性和设计方式。

教学难点是车辆特性和设计方式。

4.教学内容第一节历史回顾1.车辆动力学的历史发展第二节研究内容和范围1.纵向动力学2.行驶动力学3.操作动力学第三节车辆特性和设计方式1.期望的车辆特性2.设计方式3.汽油机与柴油机速度特性的比较第四节术语、标准和法规1.汽车术语、标准和法规第五节发展趋势1.车辆的主动控制2.多体系统动力学3.闭环系统和主观与客观评价第二章车辆动力学建模方式及基础理论1.教学大体要求让学生了解动力学方程的成立方式、非完整系统动力学、多体系统动力学方式。