2021级-《车辆设计》课程大纲（吴兵）-新版.docx

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1、车辆设计课程教学大纲一、课程基本信息英文名称Vehic1eDesign课程代码VEEN2019课程性质专业必修课程授课对象车辆工程专业学分2.0学时36主讲教师吴兵修订日期2023年7月15日指定教材金新灿编著.轨道车辆设计综合实践教程.北京：科学出版社,2016.二、课程目标（-）总体目标：本课程是车辆类专业的专业主干课，属于理论与实践紧密相结合的课程。主要讲述轨道车辆设计理论与设计技术的发展，轨道车辆设计的内容、特点、设计过程与发展趋势，轨道车辆相关的设计规范和标准，轨道车辆车体、转向架及主要组成和零部件的结构设计与分析计算，轨道车辆车端连接装置设计计算，列车空气动力学与车体外型设计，介绍

2、轨道车辆人机界面设计和实例分析。通过本课程的学习使学生掌握轨道车辆关键零部件与组成的设计原理、方法和一般规律；使学生具有综合运用所学的知识，研究改进或开发新结构部件及设计的能力；培养学生具有运用标准、规范、手册和查阅有关技术资料并解决更杂问题的能力；增强学生实践动手和自主创新能力。（二）课程目标：课程目标1：掌握轨道车辆关键零部件与组成的设计原理、方法和一般规律；课程目标2：具有综合运用所学的知识，研究改进或开发新的部件及设计的能力；课程目标3：培养学生具有运用标准、规范、手册和查阅有关技术资料的解决车辆设计关键零部件的能力；课程目标4：增强学生实践动手和自主创新能力；课程目标5：能够多角度开

3、展轨道交通车辆的设计。（三）课程目标与专业毕业要求指标点、课程内容的对应关系本课程支撑专业培养计划中毕业要求1、2、3、5、7o毕业要求观测点1-4：能够将相关知识和数学模型方法用于推演、分析车辆复杂工程问题，并用于车辆复杂工程问题解决方案的比较与综合。毕业要求观测点2-3：具有通过文献研究对复杂工程问题进行分析的能力；能认识到解决车辆工程复杂问题有多种方案可选择，并寻求可替代的解决方案。毕业要求观测点3-3：能够针对车辆系统进行分析与设计，在设计中体现创新意识，并能够考虑安全、健康、法律、文化及环境等制约因素。毕业要求观测点5-3:能够针对车辆工程领域具体的对象，选用满足特定需求的现代工具，

4、模拟和预测专业问题，并能够分析其局限性。毕业要求观测点7-2:能够站在环境保护和可持续发展的角度思考车辆工程专业工程复杂工程问题的实践的可持续性，评价复杂工程问题实践可能对环境和可持续发展的影响。表1:课程目标与毕业要求的对应关系表业要求课程目毕业要求观测点14毕业要求观测点23毕业要求观测点3-3毕业要求观测点5-3毕业要求观测点72课程目标1课程目标2课程目标3课程目标4课程目标5表2：课程目标与课程内容的对应关系表课程目标对应课程内容课程目标1第-*草，第一草课程目标2第二章，第三章，第四章课程目标3第二章，第三章，第四章课程目标4第一章，第五章课程目标5第一章三、教学内容绪论（一）教学

5、目标（I）了解世界各国和我国铁路发展的历程以及各阶段车辆的显著特点；（2）理解轨道车辆设计的主要内容与设计过程；（二）教学内容（1）轨道车辆的分类及发展（2）轨道车辆设计理论及发展趋势（3）轨道车辆设计的主要内容、过程和特点（4）轨道车辆设计的规律、初始决策与设计过程（三）重点与难点1.重点（I）轨道车辆设计的主要内容、过程和特点；（2）轨道车辆设计的规律、初始决策与设计过程；2.难点无（四）教学方法课堂授课和课后复习（五）教学评价回答以下问题：（1）轨道车辆设计的主要内容、过程和特点？（2）轨道车辆设计的规律、初始决策与设计过程？（3）动力集中和分散动车组的优点各有哪些？第一章轨道车辆总体设

6、计（一）教学目标（1）掌握铁道车辆的特点及主要组成部分；（2）掌握轨道车辆总体设计内容，掌握主要参数和几何尺寸的选择确定;（3）掌握几何曲线通过的理论分析与校核计算。（二）教学内容（I）轨道车辆的基本组成及其设计技术特点（2）轨道车辆总体设计主要原则及内容（3）轨道车辆主要参数和几何尺寸的选择确定（4）车辆几何曲线通过的理论分析与校核计算（5）轨道车辆总布置图的绘制（三）重点与难点1 .重点（1）轨道车辆主要参数和几何尺寸的选择确定（2）车辆几何曲线通过的理论分析与校核计算（3）轨道车辆总布置图的绘制2 .难点（1）车辆主要参数和几何尺寸的选择确定；（2）几何曲线通过的理论分析与校核计算；（四

7、）教学方法课堂授课和课后复习（五）教学评价回答以下问题：（1）铁道车辆的基本组成有哪些？（2） 车辆界限分为哪几类？（3） 车辆定距对车辆的影响主要有哪些？（4） 转向架固定轴距对转向架的影响有哪些？（5） 当车辆通过曲线时，其端部偏向曲线外侧而中部偏向曲线内侧，为使这两个偏移量相等，则车体外长与车辆定距之比最好为？（6） 已知一客车车体长度为25m,车辆定距为17m,则其中部偏移量为多少？第二章车体结构设计（一）教学目标（1）掌握车体承载结构类型；（2）掌握车体结构几何尺寸的选择与设计;（3）理解车体作用载荷及强度设计规范；（二）教学内容（1）车体承载结构分类（2）车体结构设计中应注意的主要

8、问题（3）车体结构设计（4）车体作用载荷及强度设计规范（三）重点与难点1 .重点（I）车体结构设计；（2）车体作用载荷及强度设计规范；2 .难点（1）车体作用载荷及强度设计规范；（四）教学方法课堂授课和课后复习（五）教学评价回答以下问题：（1） 已知R=200m,p=25m,f1=5m,d1=23m,f2=4m,d2=22m,求两偏转角大小为？（单位为rad,保留两位小数）（2）随着P值的减小，两偏转角讲如何变化？（3） 当O?与H重合时两车所处的位置就是在“曲直”线上使车钩产生什么的位置？（4） %与%之最大值与2号车的结构参数之间是什么？（5） 绘制总布置图的要点有哪些？（6） 同一组合的

9、两车辆通过这三种状态的线路时，以S型曲线上产生的车钩偏转角为最大还是最小？（7） 当2号车的车钩回转中心通过两反向定圆曲线之圆心的连接线时，1号车钩偏转角达到最大还是最小？第三章转向架设计（一）教学目标（1）理解转向架主要结构型式及特点，掌握转向架的总体设计原则及要求；（2）掌握弹性悬挂元件的设计计算；（3）掌握主要部件结构强度设计与计算（4）掌握转向架动态性能的计算分析,理解转向架设计的常用规范及标准。（二）教学内容（1）概述（2）转向架的总体设计原则及要求（3）转向架主要结构型式及特点（4）弹性悬挂元件的设计计算（5）主要部件结构强度设计与计算（6）转向架动态性能的计算分析（7）转向架设计

10、的常用规范及标准（三）重点与难点1 .重点（I）弹性悬挂元件的设计计算；（2）主要部件结构强度设计与计算；（3）转向架动态性能的计算分析；2 .难点（1）转向架主要部件结构强度设计与计算；（2）转向架动态性能的计算分析；（四）教学方法课堂授课和课后复习（五）教学评价回答以下问题：（1） 转向架总体设计的预拌原则中对零部件的要求是什么？（2） 转向架在列车运行速度范围内应具有适当裕度的什么？（3） 高速列车转向架通过哪些措施提高列车蛇行稳定性？（4） 转向架设计的步骤包括哪些方面？（5） 随着高速化的不断发展和完善，高速转向架的结构形式逐渐趋于类同，它们的主要特点表现为哪几方面？（6） 运行安全

11、（稳定）性通常以哪两个指标来衡量？（7） 转向架结构强度评定一般包括哪三方面内容？（8） 在保证轮对结构具有足够的强度、刚度、轮轨接触应力较小的前提下，为减小轮对质量，课采用哪些措施？第四章车端连接装置设计（一）教学目标（1）理解车端连接装置设计原则；（2）掌握车钩缓冲装置的作用及组成；（3）掌握车钩缓冲装置的类型及设计；（4）掌握风挡的类型及设计；（二）教学内容（1）车端连接装置设计原则（2）车钩缓冲装置的作用及组成（3）车钩的类型及设计（4）缓冲装置的类型及设计（5）风挡的类型及设计（三）重点与难点1 .重点（I）车钩的类型及设计；（2）缓冲装置的类型及设计；2 .难点（1）缓冲装置的类型

12、及设计；（四）教学方法课堂授课和课后复习（五）教学评价回答以下问题：（1）车端连接系统通常包括哪些方面？（2）车钩缓冲装置有何作用？（3）刚性车钩优点？哪些车辆采用密切式车钩？（4）目前动车组车钩缓冲器的主要类型有哪几种？第五章高速列车空气动力学与车体外型设计（一）教学目标（I）理解列车空气动力学基本理论；（2）掌握列车头型设计及外型设计（3）掌握列车密封技术（二）教学内容（1）列车空气动力学（2）列车头型设计及外型设计（3）列车密封技术（三）重点与难点1 .重点（I）列车头型设计及外型设计；2 .难点（1）列车头型设计及外型设计；（四）教学方法课堂授课和课后复习（五）教学评价回答以下问题：（

13、1） 列车的运行阻力包括哪儿部分？（2） 隧道中空气阻力的大小很大程度上取决于隧道的哪些因素？（3） 提高列车密封性有哪些措施？四、学时分配表3,各章节的具体内容和学时分配表章节章节内容学时分配绪论绪论2第一章轨道车辆总体设计6第二章车体结构设计6第三章转向架设计12第四章车端连接装置设计4第五章高速列车空气动力学与车体外型设计4五、教学进度表4：教学进度表周次日期章节名称内容提要授课时数作业及要求备注1绪论绪论2完成教学评价问题2-4第一章轨道车辆总体设计6完成教学评价问题5-7第一早车体结构设计6完成教学评价问题8-13第二早转向架设计12完成教学评价问题14-16第四章车端连接装置设计6

14、完成教学评价问题17-18第五章高速列车空气动力学与车体外型设计4完成教学评价问题六、教材及参考书目1教材：1金新灿编著.轨道车辆设计综合实践教程.北京：科学出版社,2016.2.参考书：1严隽耄，傅茂海主编.车辆工程（第四版），北京：中国铁道出版社，2015.2商跃进.动车组车辆构造与设计.成都：西南交通大学出版社,2010.3王伯铭.城市轨道交通车辆工程.成都：西南交通大学出版社,2007.七、教学方法1 .讲授法：授课教师就教学内容进行逐条仔细讲解，将正确的概念、思路传授给学生。2 .案例教学法：通过引入实际案例，讨论问题的成因、变化和处置思路，培养学生解决实际问题的初步能力。3 .课后练习和自学：布置课后练习，通过计算、问答和实践项目等形式，让学生课后完成一定数量的练习，通过互相沟通、自学和询问老师等方式解决练习过程中遇到的实际问题。八、考核方式及评定