现代轨道车辆动力学课程设计

某型轨道车辆悬挂系统动力学建模与优化设计随着城市轨道交通的不断发展，轨道车辆已经成为人们出行的主要方式之一。

而在轨道车辆的设计中，悬挂系统的作用尤为重要。

悬挂系统不仅能够保护乘客的安全，还能够提高车辆的运行效率。

因此，对悬挂系统的动力学建模与优化设计成为轨道车辆设计中的重要课题。

一、动力学建模悬挂系统是轨道车辆中最为复杂的系统之一。

它由车体、车轮、弹簧、减震器等组成，能够有效地减小车体与轮轨之间的震动。

在进行动力学建模时，需要考虑到这些组成部分之间的相互作用。

1.车体运动方程车体的运动方程是悬挂系统动力学建模的基础，它是控制车体运动的核心。

车体的运动方程可以分为纵向运动和横向运动两个方面。

在纵向运动中，车体受到曲径半径变化和斜坡高度变化的影响。

在横向运动中，车体受到曲线曲率和横向加速度的影响。

2.车轮运动方程车轮的运动方程也是悬挂系统动力学建模中的重要组成部分。

车轮的运动受到车体和轮轨之间的摩擦力，以及摩擦力方向的变化等因素的影响。

对车轮的运动方程的建立能够更加准确地反映车辆的行驶状态。

3.弹簧和减震器运动方程弹簧和减震器是悬挂系统中的核心部件，对于车辆的悬挂效果具有至关重要的影响。

在建立弹簧和减震器的运动方程时，需要考虑到它们吸收和释放能量的过程，以及它们与车体、车轮之间的相互作用。

二、优化设计悬挂系统的优化设计是悬挂系统动力学建模的重要应用之一。

通过对悬挂系统的结构和材料等参数进行优化，可以达到减小车辆震动、提高车辆安全性和乘坐舒适性、降低车辆维护成本等目的。

1.结构优化结构优化是悬挂系统优化设计的核心，它能够通过对悬挂系统的结构进行合理化设计，达到减小车辆震动、降低车辆噪音、提高车辆安全性、降低车辆维护成本等目的。

在进行结构优化时，需要考虑到悬挂系统的材料、强度、刚度和减震器的特性等因素。

2.材料优化材料优化是悬挂系统优化设计的重要组成部分，它能够通过优化悬挂系统的材料选择，达到减小车辆震动、提高车辆安全性和乘坐舒适性、延长车辆使用寿命等目的。

《现代轨道车辆》教学大纲课程名称：现代轨道车辆英文名称：Modern Railway Vehicle课程编号：00412716课程学时：32课程学分：2课程性质：学位课适用专业：车辆工程、载运工具运用工程预修课程：车辆工程大纲执笔人：孙丽萍一、课程目的与要求本课程的目的主要是让学生了解国内外现代轨道车辆的发展；掌握现代轨道车辆的结构特点、设计的基本要求；为今后轨道车辆的研究和设计打下基础。

本课程要求学生从理论上掌握现代轨道车辆的有关知识。

通过该课程的学习能承担和开展轨道车辆有关的研究工作。

二、教学内容及学时安排第一章国内外现代轨道车辆的发展 4 学时1.1 国内外高速铁路的发展1.2 高速铁路的基本模式及特点1.3 高速铁路的主要技术特征1.4 高速铁路的主要技术经济优势第二章高速客车转向架 8学时2.1转向架的组成及特点2.2高速列车转向架技术及其发展2.3高速列车运行安全性和平稳性2.4高速转向架设计原则2.5几种典型的高速客车转向架结构第三章高速客车车体结构 6学时3.1高速客车车体设计要求3.2车体结构轻量化3.3高速列车空气动力学与车体外形设计3.4高速列车密封性要求第四章高速列车的车辆连接 6学时4.1牵引缓冲装置作用及组成4.2高速客车牵引缓冲装置设计要求4.3几种典型的牵引缓冲装置结构特点4.4铰接式车体连接装置4.5国内外高速列车车辆风挡的主要型式第五章摆式车体列车 4学时5.1摆式车体的基本原理5.2摆式列车的类型及特点5.3几种典型的摆式列车结构特点第六章磁悬浮铁路 4学时6.1磁悬浮铁路的基本原理6.2磁悬浮铁路的基本制式和工作原理6.3磁悬浮铁路的车辆与线路三、教材及主要参考书1、张曙光著，《铁路高速列车应用基础理论与工程技术》，科学出版社，20072、王伯铭编著，《高速动车组总体及转向架》，西南交通大学出版社，20083、钱立新主编,《世界高速铁路技术》,中国铁道出版社，20034、季令、叶玉玲主编，《高速铁路与摆式列车》，中国铁道出版社，20015、钱仲侯主编,《高速铁路概论》,中国铁道出版社，19996、张庆林等主编,《铁路机车车辆科技手册》,中国铁道出版社，2000。

教学设计
教学过程
教学环节教师讲授、指导（主导）内容
学生学习、
操作（主体）活动
时间
分配
组织教学师生互致问候，宣布开始上课。

学生集中注意力，
进入学习状态。

1mn
复习冷凝器的作用
学生积极参与思
考，融洽师生关系。

充分调动学生学习
的积极性和兴趣。

4min
新授知识第一节引起车辆振动的原因
学生积极思考老师
提出的问题，并做
回答。

认真听讲，并做就
好课堂笔记。

35min
第二节轮轨接触及滚动原理
二、轮轨接触蠕滑关系
1.粘着区和滑动区
2.蠕滑与蠕滑率
3.蠕滑力。

地铁车辆课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生了解地铁车辆的基本结构、原理及运行系统，掌握地铁车辆的相关术语和概念。

2. 使学生掌握地铁车辆的运行参数，如速度、加速度、载客量等，并能运用相关知识进行简单计算。

3. 引导学生了解我国地铁车辆的发展历程，认识地铁车辆在公共交通中的重要作用。

技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析、解决实际问题的能力，如针对地铁车辆的故障进行初步判断和排查。

2. 提高学生的团队协作能力和实践操作能力，通过小组讨论、实验操作等方式，深入探究地铁车辆的相关技术。

3. 培养学生收集、整理、分析信息的能力，以便对地铁车辆的发展趋势进行了解和预测。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对地铁车辆及城市轨道交通领域的兴趣，激发他们探索科学技术的热情。

2. 引导学生关注我国地铁车辆技术的发展，增强国家自豪感，培养爱国主义情怀。

3. 培养学生的环保意识和责任感，让他们认识到地铁车辆在节能减排、改善城市交通状况方面的意义。

本课程针对初中年级学生，结合地铁车辆知识，注重理论与实践相结合，旨在提高学生的科学素养和综合能力。

课程目标具体、可衡量，便于教师进行教学设计和评估，同时符合学生特点和教学要求。

通过本课程的学习，学生将能够掌握地铁车辆的基本知识，提高分析解决问题的能力，培养积极的情感态度和价值观。

二、教学内容1. 地铁车辆概述- 地铁车辆的定义、分类与发展历程- 地铁车辆在公共交通中的作用与优势2. 地铁车辆的结构与原理- 车辆主要部件及其功能- 地铁车辆的运行原理与关键技术3. 地铁车辆的运行参数与性能- 速度、加速度、载客量等参数的定义与计算- 地铁车辆性能指标及其影响因素4. 地铁车辆的技术发展与应用- 我国地铁车辆技术的发展趋势- 新技术应用案例分析，如自动驾驶、节能环保等5. 地铁车辆的维护与故障处理- 地铁车辆日常维护与保养- 常见故障类型及其处理方法6. 课程实践与拓展- 小组讨论：探讨地铁车辆技术发展对城市交通的影响- 实地考察：参观地铁车辆基地，了解地铁车辆的运行与维护- 科普阅读：推荐与地铁车辆相关的科普读物，拓展学生的知识面教学内容依据课程目标进行选择和组织，保证科学性和系统性。

汽车动力学教学课程设计一、教学目标本课程旨在通过学习汽车动力学的基本原理和概念，使学生能够理解并应用牛顿运动定律和动力学方程来分析汽车的运动和受力情况。

通过学习，学生将能够掌握汽车动力学的核心知识，包括加速度、速度、力和功等概念，并能够运用这些知识解决实际问题。

此外，学生还将通过实验和实践活动，培养观察、思考和解决问题的能力，提高科学思维和创新能力。

通过本课程的学习，学生将能够对汽车动力学有更深入的理解，并将其应用于日常生活和未来的学习或工作中。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括汽车动力学的基本原理和概念，以及相关的物理知识。

具体包括牛顿运动定律、动力学方程、加速度、速度、力和功等概念的讲解和应用。

此外，还包括实验和实践活动，如汽车运动轨迹的观察和分析，汽车受力情况的实验等。

教学内容将根据学生的学习情况和理解能力进行适当的调整和安排。

三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法。

包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。

讲授法主要用于讲解基本原理和概念，使学生能够理解和掌握。

讨论法用于引导学生进行思考和讨论，培养学生的批判性思维和创新能力。

案例分析法用于分析实际问题，使学生能够将理论知识应用于实践。

实验法用于进行实践活动，使学生能够亲身体验和理解汽车动力学的原理和应用。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，将选择和准备适当的教学资源。

包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。

教材将作为学生学习的主要资源，提供系统的知识体系和案例分析。

参考书将提供更多的学习资料和实例，帮助学生深入理解和应用知识。

多媒体资料将通过图像、视频等形式，使学生能够更直观地理解和感受汽车动力学的原理和应用。

实验设备将用于进行实践活动，使学生能够亲身体验和理解汽车动力学的原理和应用。

五、教学评估本课程的评估方式将包括平时表现、作业和考试等几个方面，以全面客观地评价学生的学习成果。

轨道车辆大二的学习计划一、学习目标1. 深入理解轨道车辆的结构、原理、运行规律和维修技术；2. 掌握轨道车辆的设计、制造和检测技术；3. 培养具备较强的工程实践能力和团队协作能力；4. 为将来从事轨道车辆的设计、制造、运营、检修和科研等方面工作做好铺垫。

二、课程学习与实践活动1. 掌握专业基础知识轨道车辆专业的学习是基于机械工程、电气工程、材料工程等多个专业的交叉融合。

在大二的课程中，主要学习有关车辆结构、动力学、车辆检测与故障诊断、车辆动力学与控制等基础知识。

同时还要学习有关信号与系统、电路原理、计算机编程等相关理论基础知识。

2. 参与项目实践参与轨道车辆相关的项目实践是提升专业能力的重要途径。

在大二学习期间，可以选择参与学校或相关企业的科研项目，积极参与并深入了解车辆检修、车辆系统集成等实践性项目。

3. 实际操作技能训练实际操作技能是轨道车辆专业学生必备的技能之一。

大二学习期间，应该参与车辆维修培训、车辆模型制作等实践性活动，提高自己的实际操作技能。

4. 参加学术交流与比赛通过参加学术交流、科技创新与竞赛，能够增强自己的综合能力和交流能力，拓宽视野，提高专业水平。

建议参加一些轨道交通相关的学术会议、科技创新大赛等活动。

5. 学习英语轨道车辆行业是一个国际化的行业，学习英语是必不可少的。

大二期间应该注重英语的学习，提高自己的英语能力，以便更好地了解和参与国际车辆行业的发展。

三、能力培养计划1. 培养问题分析与解决能力通过课程学习和实践活动，培养自己的问题分析与解决能力。

要学会提出问题、分析问题、解决问题，并在实际操作中不断提高解决问题的能力。

2. 培养团队合作能力轨道车辆是一个综合性领域，需要团队协作才能完成复杂的工程项目。

在大二学习期间，要积极参与团队项目，学会团队合作，发挥自己的专长，与他人协同工作。

3. 培养创新精神在大二学习期间，要培养自己的创新精神，勇于尝试新方法、新技术，提高自己的科技创新能力。

地铁车辆工程课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握地铁车辆的基本结构、工作原理及主要性能参数。

2. 使学生了解地铁车辆的设计、制造与检修过程，掌握相关技术标准与规范。

3. 帮助学生了解地铁车辆技术的发展趋势，以及在我国的应用现状。

技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析地铁车辆故障原因，并提出解决方案的能力。

2. 提高学生团队协作能力，能够共同完成地铁车辆工程课程设计任务。

3. 培养学生查阅资料、整理分析数据、撰写报告等综合应用能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对地铁车辆工程领域的兴趣，激发学习热情，增强职业责任感。

2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践与创新，树立工程伦理观念。

3. 引导学生关注城市公共交通发展，认识到地铁车辆工程在国民经济和社会发展中的重要作用。

本课程针对高年级学生，具有较强的理论性和实践性。

结合课程性质、学生特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果，为后续的教学设计和评估提供依据。

通过本课程的学习，使学生不仅掌握地铁车辆工程的基本知识，还培养其解决实际问题的能力，为未来从事相关工作打下坚实基础。

二、教学内容1. 地铁车辆概述- 地铁车辆发展历程与现状- 地铁车辆类型及特点2. 地铁车辆结构与原理- 车体结构、车门系统、空调系统- 牵引系统、制动系统、供电系统- 信号与控制系统3. 地铁车辆设计、制造与检修- 设计原则、设计流程- 制造工艺、质量标准- 检修制度、检修流程4. 地铁车辆性能参数与评价- 主要性能参数及其意义- 性能评价方法与指标5. 地铁车辆技术发展趋势- 车辆轻量化、智能化- 能源利用效率与环保- 列车控制系统升级6. 课程设计实践- 设计任务书、设计方案- 团队协作、进度安排- 成果展示、评价与反馈教学内容依据课程目标进行选择和组织，保证科学性和系统性。

教学大纲明确教学内容安排和进度，结合教材相关章节，确保教学内容的实施。

通过本章节的学习，使学生全面掌握地铁车辆工程相关知识，为课程设计实践打下基础。

［收稿时间］2015-02-18［基金项目］校基金《车辆系统动力学》课程建设，编号：ｋ２０１３１０００１。

［作者简介］尧辉明（１９８０－），男，江西黎川人，副教授，主要从事城轨车辆动力学，非线性力学，城轨车辆节能方面的研究。

［摘要］“卓越计划”下城市轨道车辆系统动力学课程应达到一定的教学目标和教学水平。

需要明确新形势下的课程教学方向，阐述本课程建设中的相关实验课程的设计、实验内容和实验要求。

我校为该课程自主研发设计的车辆动力学创新实验平台，可以进行多项创新实验，为该课程的实验教学提供有效的解决方案。

［关键词］城轨车辆动力学课程建设实验设计创新实验［中图分类号］Ｇ６４２．４２３［文献标识码］A［文章编号］2095-3437（201５）0８-0148-0２城轨车辆系统动力学“卓越计划”下课程实验设计与创新尧辉明余朝刚文永蓬郑树彬（上海工程技术大学城市轨道交通学院，上海２０１６２０）201５年８月Ａｕｇｕｓｔ，201５University Education 为切实贯彻和落实“卓越计划”中“大力改革课程体系和教学形式”的指导原则，依据城市轨道交通车辆工程专业的“卓越计划”培养标准，进行城市轨道交通领域的集成与创新，以强化实践能力、设计能力和创新能力为核心，重构城市轨道交通车辆系统动力学课程体系和实验教学方法，着力推动基于问题的学习、基于项目的学习、基于案例的学习等多种研究性学习方法。

一、城轨车辆系统动力学课程介绍本课程是机械类城市轨道车辆专业的一门重要的专业特色基础课，其理论性强，与城轨工程生产实际有着密切的联系。

本课程的理论教学和实验教学应注意培养学生以下能力。

（一）车辆动力学思维洞察力和科学思维力通过对课程的学习能够从动力学角度分析车辆运动行为，能够从车辆运动动力学的角度，思考问题和解决问题。

（二）动力学建模分析问题的能力能够阅读并理解各类动力学教材、参考书和动力学理论科技文献，具有不断地扩展知识面，获取新知的能力。