Detail předmětu

Železniční konstrukce 2

NNB014 předmět zařazen v 1 studijním plánu

Ing. prez. program NPC-SIK povinně volitelný zimní semestr 2. ročník 6 kreditů

Měřící technika a modelování. Úvod do problematiky, hygienické normy a předpisy. Cíle a fyzikální principy měření a zařízení. Typy měřicích čidel, principy elektronického měření fyzikálních veličin.Vícekanálová měření, měřicí software, principy zpracování datových záznamů a vzájemných závislostí různých veličin. Měření mechanických a únavových vlastností materiálů dopravních staveb, měření, analýza a modelování mechanických napětí, statické a dynamické jevy. Měření, modelování a analýza teploty a teplotních polí. Měření a analýza hluku a chvění, srovnání měřících a modelovacích technik. Predikce hladin hluku od silniční, železniční dopravy a letecké dopravy. Modální analýza, srovnání měřících a modelovacích technik. Analýza měření. Návrh a analýza protihlukových a protivibračních opatření. Tlumení vibrací a hluku na pevné jízdní dráze. Dynamická analýza konstrukce železniční trati. Dynamické modely železniční trati, kritická rychlost vlaku, dynamická odezva na vozidle, dynamická odezva na pohybujícím se dvojkolí, přenos vibrací mezi kolem a kolejnicí. Aplikace pokročilých dynamických modelů metodou konečných prvků. Stabilita kolejového roštu a podélné síly, příčné a podélné odpory, modelování metodou konečných prvků.

Garant předmětu

prof. Ing. Jaroslav Smutný, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav železničních konstrukcí a staveb

Výsledky učení předmětu

Student získá pokročilé znalosti v oblasti experimentální analýzy konstrukcí. Rovněž se naučí sestavovat akustické modely a vytvářet hlukové mapy. Součástí získaných dovedností je také dobrá znalost protihlukových a proti-vibračních opatření. Uvedené dovednosti jsou vyučovány jak teoreticky, tak prakticky.

Prerekvizity

Železniční spodek, členění a stavba železničního spodku, konstrukce a tvar zemního tělesa.
Konstrukce železničního svršku a moderní konstrukcemi kolejové jízdní dráhy, interakce železničního vozidla a koleje, statický návrh konstrukce železniční trati a kolejových konstrukcí.
Základní principy numerických výpočtů, řešení základních úloh numerické matematiky.
Fyzika, kinematika hmotného bodu, dynamika hmotného bodu, dynamika tuhých těles, kmity, vlnění.
Posuzování stavebních konstrukcí vystavených dynamickým účinkům. Základy teorie kmitání, frekvenční analýza, nelineární stavební mechanika.

Korekvizity

Moderní metody matematické analýzy, Fourierova transformace, fuzzy logika, neuronové sítě, dynamika.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Výuka probíhá formou přednášek, praktických cvičení a samostudia. Účast na přednáškách je doporučená, na cvičeních povinná.

Způsob a kritéria hodnocení

Docházka na cvičení.
Úspěšné absolvování zápočtového testu.
Úspěšné absolvování ústní zkoušky

Cíl

Cílem předmětu je seznámit studenty s problematikou dynamická analýza konstrukce železniční trati, měřící techniky a modelování a stability kolejového lože a procvičit získané znalosti a dovednosti.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Přednáška

2 hod./týden, 10 týdnů, nepovinné

Osnova přednášek

1. Měřící technika a modelování. Úvod do problematiky, hygienické normy a předpisy. Cíle a fyzikální principy měření a zařízení.
2. Typy měřicích čidel, principy elektronického měření fyzikálních veličin.
3. Vícekanálová měření, měřicí software, principy zpracování datových záznamů a vzájemných závislostí různých veličin.
4. Měření mechanických a únavových vlastností materiálů dopravních staveb.
5. Měření, analýza a modelování mechanických napětí, statické a dynamické jevy. Měření, modelování a analýza teploty a teplotních polí.
6. Měření a analýza hluku a chvění, srovnání měřících a modelovacích technik. Predikce hladin hluku od silniční, železniční a letecké dopravy.
7. Modální analýza, srovnání měřících a modelovacích technik. Analýza měření.
8. Návrh a analýza protihlukových a protivibračních opatření. Tlumení vibrací a hluku na pevné jízdní dráze. Dynamická analýza konstrukce železniční trati.
9. Dynamické modely železniční trati, kritická rychlost vlaku. Dynamická odezva na vozidle, dynamická odezva na pohybujícím se dvojkolí, přenos vibrací mezi kolem a kolejnicí.
10. Aplikace pokročilých dynamických modelů metodou konečných prvků. Stabilita kolejového roštu a podélné síly, příčné a podélné odpory, modelování metodou konečných prvků.

Cvičení

2 hod./týden, 10 týdnů, povinné

Osnova cvičení

V rámci cvičení jsou prezentovány následující výukové úlohy:
1. Praktická analýza naměřených dat, analýza v časové, frekvenční a časově frekvenční rovině.
2. Měření mechanických a únavových vlastností materiálů dopravních staveb.
3. Měření a analýza hluku a chvění, predikce hladin hluku od silniční, železniční a letecké dopravy.
4. Modální analýza, srovnání měřících a modelovacích technik.
5. Měření, analýza a modelování mechanických napětí
6. Analýza protihlukových opatření.
7. Analýza proti-vibračních opatření.
8. Statické a dynamické zatěžování vzorků konstrukcí.
9. Měření a analýza teploty a teplotních polí.
10. Dynamická analýza konstrukce železniční trati.
Výukové úlohy jsou prezentovány za aktivní účasti studentů.