Detail předmětu

Železniční konstrukce 2

FAST-NNB014Ak. rok: 2026/2027

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.
Úvod do aplikace pokročilých dynamických modelů metodou konečných prvků. Inteligentní senzorové a datové systémy ve stavebnictví. Vybrané problémy a metody ze strojového učení. 

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

prof. Ing. Jaroslav Smutný, Dr.

Zajišťuje ústav

Ústav železničních konstrukcí a staveb (ZEL)

Vstupní znalosti

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.

Způsob zakončení předmětu a pravidla hodnocení studentů

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

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty s problematikou dynamické analýzy konstrukce železniční trati, měřící technikou i metodami modelování kolejového lože. Dalším cílem je seznámit studenty s problematikou hluku a vibrací, včetně návrhu opatření proti těmto jevům. Studenti se dále seznámí se základními principy, funkcemi i praktickým využitím inteligentních senzorových systémů v moderním stavebnictví. Tato oblast zahrnuje také metody hodnocení naměřených dat základními i pokročilými metodami v časové, frekvenční i časově frekvenční rovině včetně vybraných metod strojového učení.



Studijní opory

Elektronické materiály od garanta předmětu. 

Základní literatura

Esveld c.: Modern Railway Track, TU Delft, 2001, ISBN 90-800324-3-3 (EN)
Nový R.: Hluk a chvění, ČVUT v Praze, 2009, ISBN 978-80-01-04347-9 (CS)
Smutný J., Pazdera L.: Časově frekveční analýza se zaměřením na železniční konstrukce, Brno, Cerm, 2009, ISBN 978-80-7204-664-5 (CS)
SMUTNÝ J., PAZDERA L.: Snižování hluku u železničních vlakových souprav, Akustika, 2008, roč. 10, č. 2, s. 27-41. ISSN: 1801- 9064. (CS)
SMUTNÝ Jaroslav, PAZDERA Luboš: Železniční stavby - měřicí technika a dynamika železničních staveb, Brno, Akademické nakladatelství CERM, 1998, ISBN 80-214-0976-2 (CS)
SMUTNÝ J., PAZDERA L.: The experimental analysis of dynamic processes related to railway transport, Brno, AKADEMICKÉ NAKLADATELSTVÍ CERM, 2012, 156 s, ISBN: 978-80-7204-827- 4 (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program NPC-SIK magisterský navazující 2 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jaroslav Smutný, Dr.

Osnova

  • 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

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jaroslav Smutný, Dr.

Osnova

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.