SD2313 Spårfordons dynamik 8,0 hp

Rail Vehicle Dynamics

Denna kurs behandlar fordonsdynamik för spårfordon, inkl. samverkan med banan. Ämnet har blivit allt viktigare i takt med att man vill köra allt snabbare och/eller tyngre tåg.

  • Utbildningsnivå

    Avancerad nivå
  • Huvudområde

    Maskinteknik
  • Betygsskala

    A, B, C, D, E, FX, F

Kurstillfällen/kursomgångar

VT19 för programstuderande

VT20 för programstuderande

Lärandemål

Det övergripande målet med kursen är att du ska förberedas för att arbeta som fordonsdynamiker i spårfordonsindustrin eller andra organisationer inom sektorn. Du ska förstå de olika problemställningarna inom området dynamisk samverkan fordon-bana. Du ska också ha förmågan att aktivt välja systemegenskaper för att uppnå god fordonsprestanda men begränsad åverkan på fordons- och spårkomponenter.

Mera specifikt ska du efter fullföljd kurs kunna:

  • förklara vilka fordons- och spårkomponenter som påverkar systemdynamiken och på vilket sätt
  • använda härledda ekvationer för att beräkna tillåten hastighet eller erforderlig spårgeometri
  • matematiskt förklara varför och när instabil fordonsgång kan uppkomma
  • härleda ekvationer för hjul-räl krafter för fordon under kurvgång
  • diskutera avvägningen mellan gångstabilitet och kurvtagningsförmåga samt dess konsekvenser
  • förklara hur hjul- och rälsprofiler samt effektiv konicitet påverkar avvägningen ovan
  • resonera kring hur hjul- och rälsslitage kan simuleras och reduceras
  • diskutera hur åkkomfort i spårfordon kan utvärderas och reflektera över hur komforten kan förbättras
  • använda MATLAB samt programpaket för flerkroppssystem för att tillämpa kursens olika delar

Kursens huvudsakliga innehåll

Spårfordons dynamik och samverkan fordon - bana. Banan, speciellt ur fordonets synvinkel. Fordonet, speciellt ur dynamisk synvinkel. Grundläggande samverkan fordon - bana. Några enkla fordonsmodeller och tillhörande rörelseekvationer. Egenvärdesanalys, överföringsfunktioner m.fl. analystyper. Modellering av hjulpar, boggiramverk och korgar. Geometri och styrmekanismer för hjulpar och spår. Kryp (glidning), krypkrafter (friktionskrafter), gångstabilitet och kurvtagning. Spårkrafter. Säkerhet mot urspårning: hjulflänsklättring, fordonsvältning, rälsvältning. Hjul- och rälsslitage. Rörelserelaterad komfort. Fordons tvärsnittsprofiler. Exempel på olika fordons dynamiska samverkan med banan. Beräknings- och mätteknik i praktiken. Övningsuppgifter. Inlämningsuppgifter. Projektuppgift (datorlaboration): simulering av dynamisk samverkan mellan spårfordon och bana. Studiebesök: Bombardier Transportation , Banverket och Interfleet Technology.

Behörighet

150hp i teknik och dokumenterade kunskaper i engelska motsvarande Engelska B /Engelska 6.

Litteratur

Andersson E, Berg M and Stichel S: Rail Vehicle Dynamics, kompendium (på engelska), Avd. för Spårfordon, KTH, Stockholm.

Examination

  • PRO1 - Projekt, 2,0, betygsskala: P, F
  • TEN1 - Tentamen, 4,0, betygsskala: P, F
  • ÖVN1 - Inlämningsuppgifter, 2,0, betygsskala: P, F

Krav för slutbetyg

Skriftlig tentamen (TENA; 4 hp). Inlämningsuppgifter (ÖVNA; 2 hp). Projektuppgift (PRO1; 2 hp).

Ges av

SCI/Farkost och flyg

Kontaktperson

Prof Sebastian Stichel, stichel@kth.se, +46 8 790 7603

Examinator

Sebastian Stichel <stichel@kth.se>

Övrig information

Obligatorisk för inriktningen Spårfordon.

Versionsinformation

Kursplan gäller från och med HT2013.
Examinationsinformation gäller från och med HT2007.