RP_KRV_FGOS3
.pdfРОСЖЕЛДОР
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
"Ростовский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВПО РГУПС)
Кафедра "Вагоны и вагонное хозяйство"
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
С3.Ф.23 Конструирование и расчет вагонов
по Учебному плану
специальности
190300 Подвижной состав железных дорог
№ 2 Вагоны
Квалификация выпускника "Специалист" Специальное звание "Инженер"
Ростов-на-Дону
2015 г.
УТВЕРЖДАЮ
_____________ ________________
"____" ______________20___г.
Автор-составитель к.т.н., доц. Бутенко Юрий Яковлевич предлагает настоящую Рабочую учебную программу дисциплины С3.Ф.23 Конструирование и расчет вагонов в качестве материала для проектирования Основной образовательной программы РГУПС и осуществления учебно-воспитательного процесса по федеральному государственному образовательному стандарту, утвержденному приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 17.01.2011 № 71.
Учебный план по Основной образовательной программе утвержден на заседании Ученого совета университета от 08.07.2011 № 13.
Рабочая учебная программа дисциплины рассмотрена на кафедре "Вагоны и вагонное хозяйство".
Заведующий кафедрой
Председатель УМС
________________________________ О.А. Ворон "____" ______________20___г., протокол № ______.
________________________________ В.Ф.
Криворудченко
Экспертизу Рабочей учебной программы дисциплины провел(а):
Климов Михаил Николаевич, начальник, служба вагонного хозяйства Северо-Кавказской дирекции инфраструктуры – структурного подразделения Центральной дирекции инфраструктуры – филиала ОАО «РЖД».
Эксперт |
________________________________ М.Н. Климов |
Рекомендуемое имя и тип файла документа:
С3Ф23_Конструирование и р в_С_190300_89_ВВХ_2015_п10822_10823.doc
Цели и задачи дисциплины
Целью дисциплины "Конструирование и расчет вагонов" является фундаментальная профессиональная подготовка в составе других базовых дисциплин цикла "Профессиональный цикл" в соответствии с требованиями, установленными федеральным государственным образовательным стандартом (приказ Минобрнауки России от 17.01.2011 № 71) для формирования у выпускника общекультурных, профессиональных, профессионально-специализированных компетенций, способствующих решению профессиональных задач в соответствии с видами профессиональной деятельности: производственно-технологическая, организационно-управленческая, проектноконструкторская, научно-исследовательская.
Для достижения цели поставлены задачи ведения дисциплины:
-подготовка студента по разработанной в университете основной образовательной программе к успешной аттестации планируемых конечных результатов освоения дисциплины;
-подготовка студента к освоению дисциплин "Вагонное хозяйство", "Междисциплинарный курс", "Техническая диагностика вагонов";
-подготовка студента к прохождению практик "Преддипломная";
-подготовка студента к защите выпускной квалификационной работы;
-развитие социально-воспитательного компонента учебного процесса.
Место дисциплины С3.Ф.23 "Конструирование и расчет вагонов" в структуре образовательной программы
Дисциплина отнесена к циклу (разделу): С3 - профессиональный цикл. Дисциплина входит в состав базовой части (Ф).
Требования к входным знаниям, умениям и компетенциям студента, необходимым для изучения данной дисциплины, соответствуют требованиям по результатам освоения предшествующих дисциплин (практик): "Детали машин и основы конструирования", "Основы механики подвижного состава", "Подвижной состав железных дорог", "Производственная практика".
Нормативный срок освоения Основной образовательной программы по очной форме обучения – 5 лет. Наименование формы и срока обучения из базы данных РГУПС (вид обучения): 5 лет очное.
Обозначение-аббревиатура учебных групп, для которых данная дисциплина актуальна: МВС.
Требования к результатам освоения дисциплины
Процесс изучения данной дисциплины направлен на формирование следующих
компетенций:
-ОК-6 - готовностью использовать нормативные правовые документы в своей профессиональной деятельности;
-ОК-7 - готовностью к кооперации с коллегами, работе в коллективе на общий результат, способностью к личностному развитию и повышению профессионального мастерства; умением разрешать конфликтные ситуации, оценивать качества личности и работника; способностью проводить социальные эксперименты и обрабатывать их результаты, учиться на собственном опыте и опыте других;
-ПК-1 - способностью применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования;
-ПК-5 - владением основными методами, способами и средствами получения, хранения и переработки информации, навыками работы с компьютером как средством управления информацией; автоматизированными системами управления базами данных;
-ПК-7 - способностью применять методы расчета и оценки прочности сооружений и конструкций на основе знаний законов статики и динамики твердых тел, исследовать динамику и прочность элементов подвижного состава, оценивать его динамические качества и безопасность;
-ПК-10 - способностью применять современные программные средства для разработки проектно-конструкторской и технологической документации;
-ПК-12 - владением методами оценки свойств конструкционных материалов, способами подбора материалов для проектируемых деталей машин и подвижного состава;
-ПК-13 - владением основами расчета и проектирования элементов и устройств различных физических принципов действия;
-ПК-14 - владением основными методами, способами и средствами планирования и реализации обеспечения транспортной безопасности;
-ПК-16 - конструирование новых образцов подвижного состава, его узлов, тормозного оборудования, технологических процессов, средств автоматизации и технологического оснащения, средств защиты подвижного состава и грузов, соответст-вующих лучшим достижениям науки и техники, требований безопасности и эко-номики;
-ПК-18 - умением использовать математические и статистические методы для оценки и анализа показателей безопасности и надежности подвижного состава;
-ПК-21 - умением эффективно использовать материалы при техническом обслуживании, ремонте и проектировании подвижного состава, составлять технические задания на проектирование приспособлений и оснастки; владением методами производства деталей подвижного состава и навыками технолога по его контролю;
-ПК-27 - умением проводить экспертизу и анализ прочностных и динамических характеристик подвижного состава, их технико-экономических параметров, оценивать технико-экономические параметры и удельные показатели подвижного состава;
-ПК-33 - способностью выполнять расчеты типовых элементов технологических машин и подвижного состава на прочность, жесткость и устойчивость, оценить динамические силы, действующие на детали и узлы подвижного состава, формировать нормативные требования к показателям безопасности, выполнять расчеты динамики подвижного состава и термодинамический анализ теплотехнических устройств и кузовов подвижного состава;
-ПК-34 - умением разрабатывать с учетом эстетических, прочностных и экономических параметров технические задания и технические условия на проекты подвижного состава и его отдельных элементов; способностью составлять планы размещения оборудования, технического оснащения и организации рабочих мест, рассчитывать загрузку оборудования и показатели качества продукции;
-ПК-35 - способностью осуществлять поиск и проверку новых технических решений по совершенствованию подвижного состава, анализировать поставленные исследовательские задачи в областях проектирования и ремонта подвижного состава на основе подбора и изучения литературных, патентных и других источников информации;
-ПК-37 - способностью выполнять математическое моделирование процессов и объектов на базе стандартных пакетов автоматизированного проектирования и исследований;
-ПСК-2.1 - способностью организовывать эксплуатацию, техническое обслуживание и ремонт вагонов различного типа и назначения, их тормозного и другого оборудования, производственную деятельность подразделений вагонного хозяйства; способностью проектировать вагоны, их тормозное и другое оборудование, средства автоматизации производственных процессов, оценивать показатели качества, надежности, технического уровня и безопасности вагонов, качества продукции
(услуг) и технического уровня производства с использованием современных информационных технологий, диагностических комплексов и систем менеджмента качества.
В результате изучения данной дисциплины студент должен:
Знать (обладать знаниями)
-конструкции грузовых и пассажирских вагонов, основы их проектирования и расчета;
-задачи и методы предпроектных исследований;
-силы, действующие на вагон, методы их расчета и нормирования;
-методы расчета напряжений и запасов прочности, оценки качества хода вагона, применяемые материалы в вагоностроении;
-методы анализа конструкций, прочности и надежности узлов и элементов вагонов;
-особенности устройства и расчетов кузовов грузовых и пассажирских вагонов;
-методы испытаний вагонов.
Уметь (обладать умениями)
-различать типы вагонов, ориентироваться в их технических характеристиках;
-определять показатели качества и безопасности конструкций кузовов и узлов вагонов при действии основных нагрузок, определяемых нормативными документами;
-анализировать конструкции, прочность и надежность узлов и элементов вагонов;
-проектировать вагоны и определять их параметры с использованием
информационных технологий.
Владеть (овладеть умениями)
-методами экспертизы прочностных и динамических характеристик конструкций кузовов и узлов вагонов при действии основных нагрузок;
-владеть инженерными методами расчета конструкций кузовов и узлов грузовых и пассажирских вагонов;
-методами анализа конструкций, прочности и надежности вагонов и их узлов;
-способами производства вагонов и выбора их параметров.
Объем дисциплины и виды учебной работы
Вид обучения: 5 лет очное
Общая трудоемкость данной дисциплины 6 зачетных единиц, или 216 часов.
Виды учебной работы |
Всего Число часов в семестре |
|||
часов |
8 |
9 |
||
|
||||
Аудиторные занятия всего и в т.ч. |
84 |
36 |
48 |
|
Лекции |
56 |
24 |
32 |
|
Практические, семинары |
28 |
12 |
16 |
|
Лабораторные |
|
|
|
|
Консультации у преподавателя |
5 |
2 |
3 |
|
Самостоятельная работа всего и в т.ч. |
127 |
70 |
57 |
|
Контрольная работа, реферат, эссе |
|
|
|
|
Расчетно-графическая работа |
30 |
15 |
15 |
|
Курсовая работа |
|
|
|
|
Курсовой проект |
|
|
|
|
Прочее (самоподготовка и др.) |
52 |
46 |
6 |
|
Экзамен |
36 |
|
36 |
|
Зачет |
9 |
9 |
|
|
Тест-контроль в ЦМКО |
|
|
|
|
Общая трудоемкость: Часы |
216 |
108 |
108 |
|
Зачетные единицы |
6 |
3 |
3 |
Содержание разделов дисциплины в виде дидактических единиц и в полном объеме для очной формы обучения
Семестр № 8
1.Структура вагонного парка и узлы вагонов.
1.1.Развитие и структура вагонного парка: 1) Развитие вагонного парка отечественных железных дорог; 2) Структура вагонного парка и ее влияние на развитие технических решений в области вагоностроения.
1.2.Основные узлы пассажирских и грузовых вагонов: 1) Функциональное назначение основных узлов современных вагонов, условия работы; 2) Требования к узлам вагонов с учетом безопасности движения.
2.Показатели качества деталей и узлов вагонов.
2.1.Нормативные акты, регламентирующие показатели качества деталей и узлов вагонов: 1) Технические требования к пассажирским и грузовым вагонам; 2) Основное содержание и направленность технических требований и государственных стандартов, пожарной безопасности, санитарных нормативов и экологической безопасности.
2.2.Материалы, используемые в конструкциях вагонов: 1) Материалы, применяемые для изготовления вагонов; 2) Материалы, применяемые для изготовления несущих конструкций и узлов вагонов; 3) Основные требования к материалам.
3.Конструкции кузовов вагонов.
3.1.Архитектурная компоновка кузовов вагонов: 1) Схемы конструкции кузовов различных типов грузовых вагонов. Компоновка несущих элементов в кузовах различных типов вагонов; 2) Схемы конструкций кузовов различных типов пассажирских вагонов. Компоновка несущих элементов в кузовах пассажирских вагонов. Планировки различных типов пассажирских вагонов.
3.2.Выбор оптимальных линейных размеров кузовов вагонов: 1) Основные техникоэкономические параметры вагонов. Выбор типов грузовых вагонов, структура вагонного парка. Удельный объем и удельная площадь пола; 2) Грузоподъемность и тара грузовых вагонов. Факторы, определяющие величину грузоподъемности вагона.
Тара вагона и пути ее снижения. Методы выбора линейных размеров вагона. Семестр № 9
4.Моделирование нагруженности кузовов вагонов и оценка показателей их качества.
4.1.Нагрузки, действующие на вагон: 1) Нагрузки, действующие на кузов вагона и основные узлы; 2) Расчетные режимы, допускаемые напряжения, запасы прочности.
4.2.Конструктивные схемы кузовов: 1) Расчетные схемы приложения нагрузок на кузов вагона; 2) Общие методы исследования напряженно-деформированного состояния и прочности кузовов вагонов.
4.3.Расчет элементов кузовов: 1) Расчет элементов кузовов полувагонов на прочность и устойчивость; 2) Расчет рам железнодорожных платформ; 3) Расчет котлов железнодорожных цистерн на прочность и устойчивость; 4) Расчет цельнонесущих кузовов на прочность.
5.Ходовые части вагонов.
5.1.Конструкция тележек грузовых и пассажирских вагонов: 1) Схемы взаимодействия тележек с кузовом вагона. Анализ развития конструкций тележек; 2) Функциональное назначение основных узлов тележек в обеспечении безопасных условий движения.
5.2.Моделирование работы элементов ходовых частей: 1) Силы, действующие на рамы, надрессорные балки, рессорное подвешивание, буксовые узлы и колесные пары; 2) Требования к конструктивным схемам колесных пар. Нагрузки на элементы колесных пар; 3) Методы расчета осей на прочность. Проверочные методы расчета. Уточненный метод расчета осей. Расчет оси на усталостную прочность; 4) Требования к параметрам упругих элементов и гасителей колебаний. Расчет элементов рессорного
подвешивания; 5) Расчет литых деталей тележек грузовых вагонов. Расчет надрессорной балки на прочность; 6) Расчет боковой рамы тележки грузового вагона на прочность.
6.Ударно-тяговые приборы.
6.1.Конструкция автосцепных устройств: 1) Анализ развития автосцепных устройств; 2) Расчет элементов автосцепного устройства.
6.2.Поглощающие аппараты автосцепных устройств: 1) Основные характеристики поглощающих аппаратов; 2) Расчет элементов поглощающих аппаратов.
7.Проектирование, постройка и испытания вагонов.
7.1.Проектирование и изготовление вагонов: 1) Стадии проектирования вагонов; 2) Изготовление вагонов.
7.2.Испытания вагонов: 1) Задачи испытаний вагонов и мтетодика их проведения; 2) Приборы и аппаратура, используемые при испытаниях вагонов.
Разделы дисциплин и виды учебной работы
Номер раздела данной дисциплины
1
2
3
4
5
6
7
Итого В т.ч. по
интерактивным
формам
|
Вид обучения: 5 лет очное |
|
||
|
|
Трудоемкость в часах по видам занятий |
||
ВсегоЛекции |
Практические |
Лабораторные |
Самостоятельная |
|
занятия, |
работы |
работа студента, |
||
|
|
семинары |
индивидуальная |
|
|
|
|
||
12 |
6 |
2 |
|
4 |
10 |
4 |
2 |
|
4 |
36 |
14 |
10 |
|
12 |
30 |
12 |
6 |
|
12 |
30 |
12 |
6 |
|
12 |
10 |
4 |
2 |
|
4 |
8 |
4 |
|
|
4 |
136 |
56 |
28 |
|
52 |
20 |
8 |
12 |
|
|
Лабораторный практикум
Не предусмотрено.
Практические занятия (семинары)
|
Вид обучения: 5 лет очное |
Номер раздела |
Наименование (тематика) практических |
данной дисциплины |
работ, семинаров |
|
Семестр № 8 |
1Изучение конструкции основных узлов вагонов и требований к ним
2Изучение материалов, применяемых в вагоностроении Изучение конструкции кузовов грузовых вагонов
3Определение технических параметров крытых вагонов, полувагонов, платформ Определение технических параметров железнодорожных цистерн
Трудоемкость аудиторной работы, часы
2
2
2
2
2
4
5
6
Определение технических параметров пассажирских вагонов Определение линейных размеров вагона
(крытый, полувагон, платформа, цистерна, пассажирский вагон)
Семестр № 9 Определение нагрузок, действующих на кузов грузового вагона
Расчет кузова грузового вагона на прочность Расчет котла железнодорожной цистерны на прочность и устойчивость Расчет оси колесной пары на прочность
Расчет подшипников буксового узла на прочность и долговечность Расчет элементов рессорного подвешивания тележек
Анализ силовых характеристик поглощающих аппаратов автосцепного устройства
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Курсовые проекты (работы)
Не предусмотрено.
Контрольные работы, расчетно-графические работы, рефераты
-определение технических параметров крытого грузового вагона;
-определение технических параметров универсального полувагона;
-определение технических параметров четырехосной платформы;
-определение технических параметров цистерны для нефтепродуктов;
-определение технических параметров цистерны для высоковязких грузов;
-определение технических параметров восьмиосной цистерны для нефтепродуктов;
-определение технических параметров цистерны для серной кислоты;
-определение технических параметров цистерны для азотной кислоты;
-определение технических параметров цистерны для соляной кислоты;
-определение технических параметров цистерны для сжиженных газов;
-определение технических параметров безрамной цистерны для бензина;
-определение технических параметров восьмиосного полувагона;
-определение параметров платформы для перевозки контейнеров;
-определение параметров вагона с кузовом из алюминиевых сплавов;
-определение технических параметров полувагона габарита Т;
-определение технических параметров платформы с удлиненной рамой;
-определение параметров вагона межобластного сообщения;
-определение параметров некупейного пассажирского вагона;
-определение технических параметров багажного вагона;
-определение технических параметров вагона для перевозки почты;
-расчет и выбор подшипников для буксового узла грузовой тележки;
-оценка долговечности подшипников буксового узла грузовой тележки;
-расчет параметров рессорного подвешивания пассажирской тележки;
-расчет и выбор параметров гасителя колебаний грузовой тележки;
-оценка прочности и устойчивости котла железнодорожной цистерны;
-оценка прочности котла безрамной железнодорожной цистерны;
-расчет на прочность элементов рамы железнодорожной цистерны;
-расчет на прочность элементов рамы четырехосной платформы;
-расчет и выбор конструкции оси колесной пары тележки грузового вагона;
-расчет и выбор конструкции полой оси колесной пары вагона;
-расчет и выбор конструкции оси колесной пары для вагонов повышенной грузоподъемности;
-расчет и выбор поглощающего аппарата автосцепного устройства вагона;
-оценка прочности корпуса автосцепки при эксплуатационных нагрузках;
-оценка обеспечения прохода сцепленных вагонов по кривым участкам пути;
-расчет характеристик поглощающих аппаратов грузовых вагонов.
Самостоятельное изучение учебного материала
Номер раздела данной дисциплины
1
3
4
5
6
Вид обучения: 5 лет очное
Наименование тем, вопросов, вынесенных для самостоятельного изучения
Семестр № 8 Структура вагонного парка зарубежных железных дорог Основные узлы грузовых, пассажирских и
рефрижераторных вагонов Требования к основным узлам вагонов с учетом безопасности движения
Технические требования к специализированным вагонам. Требования экологической безопасности при эксплуатации вагонов Планировки пассажирских вагонов специального назначения Определение линейных размеров
специализированных и рефрижераторных вагонов Надежность кузовов грузовых вагонов
Семестр № 9 Силы, действующие на кузова вагонов
Конструктивные схемы кузовов грузовых вагонов Расчет устойчивости оболочки котла железнодорожной цистерны Расчет на прочность элементов рамы
железнодорожной цистерны. Расчет на прочность кузовов пассажирских вагонов с учетом вырезов Расчет элементов крепления котла цистерны к раме
Расчет элементов кузовов на устойчивость
Конструкция ходовых частей зарубежных вагонов Конструкция тележек высокоскоростных пассажирских поездов Силы, действующие на основные узлы тележек
Соединение колеса с осью колесной пары Расчет оси колесной пары и надрессорной балки на усталостную прочность Расчет буксового узла, многорядных пружин,
эллиптических рессор, торсионных рессор на прочность. Расчет параметров гидравлических гасителей колебаний тележек Упругие площадки и межвагонные амортизаторы пассажирских вагонов
Трудоемкость
внеаудиторной работы, часы
1
2
1
4
2
2
4
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
|
Сборка, разборка и проверка автосцепки. |
|
|
|
Конструкции иностранных автосцепок. |
2 |
|
|
Поглощающие аппараты железных дорог |
|
|
|
Этапы проектирования вагонов |
2 |
|
7 |
Измерительная аппаратура, применяемая при |
|
|
испытаниях вагонов. Статические испытания |
2 |
||
|
вагонов на прочность
Основная литература
№ |
Библиографическое описание |
|
п/п |
||
|
Учебно-методическая документация и материалы, обеспечивающие
1реализацию образовательной технологии по дисциплине С3.Ф.23 Конструирование и расчет вагонов / Ю.Я. Бутенко. РГУПС: - Ростов н/Д, 2015.
Балон, Л.В. Ходовые части, ударно-тяговые приборы и тормозное
2оборудование пассажирских вагонов : учеб. пособие для вузов ж.-д. трансп. / Л.В. Балон [и др.] ; под ред. В.Ф. Криворудченко. - Ростов н/Д : Рост. гос. ун-т путей сообщения.
Ворон, О.А. Особенности конструкции современных грузовых вагонов
3: учеб. пособие для вузов ж.-д. трансп. / О.А. Ворон [и др.] ; под ред. В.Ф. Криворудченко. – Ростов н/Д : Рост. гос. ун-т путей сообщения. Лукин, В.В. Конструирование и расчет вагонов : учебник / В.В. Лукин
4[и др.] ; под ред. П.С. Анисимова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : ФГОУ "Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте".
Азовский, А.П. Вагоны. Основы конструирования и экспертизы
5проектных решений : учеб. пособие для вузов ж.-д. трансп. / А.П. Азовский [и др.] ; под ред. В.Н. Котуранова.- М. : Маршрут.
ГрифБиблКаф
УМС 57
ДУО |
20 |
40 |
2011 |
|
|
ДУО |
20 |
40 |
2011 |
||
ФА |
101 |
1 |
2011 |
||
ФА |
125 |
1 |
2005 |
|
|
Дополнительная литература
№ |
Библиографическое описание |
|
п/п |
||
|
Лукин, В.В. Вагоны. Общий курс : учебник / В.В. Лукин, П.С.
1Анисимов, Ю.П. Федосеев ; под ред. В.В. Лукина. – М. : Маршрут.
2Грузовые вагоны железных дорог колеи 1520 мм. Альбомсправочник / ПКБ ЦВ ОАО «РЖД». – М.
3Нормы для расчета и проектирования вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм несамоходных). - М. : ГосНИИВ-ВНИИЖТ. Коломийченко, В.В. Автосцепные устройства подвижного
4состава железных дорог / В.В. Коломийченко [и др.]. - М. : Транспорт.
5Анисимов, П.С. Испытания вагонов и методика их проведения / П.С. Анисимов, А.А. Хохлов, Г.И. Петров. - М. : МИИТ. Бутенко, Ю.Я. Конструирование и расчет основных частей железнодорожных цистерн : учеб.-метод. пособие к курсовому
6проектированию по дисциплине "Конструирование и расчет вагонов" / Ю.Я. Бутенко [и др.]. - Ростов н/Д : Рост. гос. ун-т путей сообщения.
ГрифБиблКафСайт
ФА |
66 |
4 |
2004 |
||
ДУО |
0 |
1 |
2010 |
|
|
1996 |
0 |
2 |
МОН |
25 |
1 |
1991 |
||
ДУО |
0 |
1 |
2001 |
|
|
ДУО |
10 |
90 |
2010 |