Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Dynamika pojazdów
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
EELT-2-105-IE-s
Wydział:
Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Inżynieria elektryczna w pojazdach samochodowych
Kierunek:
Elektrotechnika
Semestr:
1
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr inż. Burnos Piotr (burnos@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Dynamika pojazdów – pojęcia podstawowe. Matematyka i fizyka jako metody opisu dynamiki pojazdów. Podłużna dynamika pojazdów. Stabilność podczas hamowania pojazdu. Dynamika poprzeczna pojazdów. Dynamika pionowa pojazdów. Model quarter-car. Optymalizacja parametrów zawieszenia. Modelowanie nawierzchni drogi.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Ma podbudowaną teoretycznie i opanowaną praktycznie szeroką wiedzę z zakresu dynamiki pojazdów. ELT2A_W02 Egzamin
M_W002 Ma podbudowaną teoretycznie szczegółową wiedzę z zakresu budowy modeli pojazdów i symulowania ich dynamiki. ELT2A_W08 Egzamin
M_W003 Zna aktualne trendy rozwojowe w oprogramowaniu MBD oraz najistotniejsze nowe osiągnięcia z zakresu modelowania dynamiki pojazdów. ELT2A_W03 Egzamin
Umiejętności: potrafi
M_U001 Potrafi pozyskiwać informacje z literatury oraz źródeł elektronicznych i potrafi integrować pozyskane informacje w celu ich interpretacji i krytycznej oceny, a także wyciągać wnioski oraz formułować i wyczerpująco uzasadniać opinie. ELT2A_U01 Udział w dyskusji
M_U002 Potrafi pracować indywidualnie i w zespole. Umie oszacować czas potrzebny na realizację zleconego zadania. Potrafi opracować szczegółową dokumentację z przeprowadzonych symulacji wraz z wnioskami i zaleceniami oraz potrafi przygotować opracowanie zawierające omówienie wyników. ELT2A_U03, ELT2A_U02 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U003 Potrafi stosować poznane zasady fizyki oraz metody i modele matematyczne, a także techniki komputerowe do rozwiązywania zadań i problemów badawczych z zakresu dynamiki pojazdów. ELT2A_U05 Zaliczenie laboratorium
M_U004 Potrafi ocenić przydatność metod i narzędzi MBD służących do modelowania dynamiki pojazdów. ELT2A_U10 Zaliczenie laboratorium
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Potrafi myśleć i działać w sposób świadomy, kreatywny i przedsiębiorczy. Ma świadomość roli społecznej absolwenta uczelni technicznej. ELT2A_K02, ELT2A_K01 Udział w dyskusji
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
56 28 0 28 0 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 Ma podbudowaną teoretycznie i opanowaną praktycznie szeroką wiedzę z zakresu dynamiki pojazdów. + - - - - - - - - - -
M_W002 Ma podbudowaną teoretycznie szczegółową wiedzę z zakresu budowy modeli pojazdów i symulowania ich dynamiki. + - - - - - - - - - -
M_W003 Zna aktualne trendy rozwojowe w oprogramowaniu MBD oraz najistotniejsze nowe osiągnięcia z zakresu modelowania dynamiki pojazdów. + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Potrafi pozyskiwać informacje z literatury oraz źródeł elektronicznych i potrafi integrować pozyskane informacje w celu ich interpretacji i krytycznej oceny, a także wyciągać wnioski oraz formułować i wyczerpująco uzasadniać opinie. - - + - - - - - - - -
M_U002 Potrafi pracować indywidualnie i w zespole. Umie oszacować czas potrzebny na realizację zleconego zadania. Potrafi opracować szczegółową dokumentację z przeprowadzonych symulacji wraz z wnioskami i zaleceniami oraz potrafi przygotować opracowanie zawierające omówienie wyników. - - + - - - - - - - -
M_U003 Potrafi stosować poznane zasady fizyki oraz metody i modele matematyczne, a także techniki komputerowe do rozwiązywania zadań i problemów badawczych z zakresu dynamiki pojazdów. - - + - - - - - - - -
M_U004 Potrafi ocenić przydatność metod i narzędzi MBD służących do modelowania dynamiki pojazdów. - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Potrafi myśleć i działać w sposób świadomy, kreatywny i przedsiębiorczy. Ma świadomość roli społecznej absolwenta uczelni technicznej. - - + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 125 godz
Punkty ECTS za moduł 5 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 56 godz
Przygotowanie do zajęć 30 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 32 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 5 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (28h):

1. Dynamika pojazdów – pojęcia podstawowe. Definicje modelu fizycznego i matematycznego. Identyfikacja obiektów i walidacja modeli. Proces symulacji w prototypowaniu pojazdów. Zastosowanie wyspecjalizowanego oprogramowania MBD (Multibody Dynamics) w badaniach symulacyjnych. Możliwości i ograniczenia współczesnych narzędzi obliczeniowych w analizie kinematyki i dynamiki układów fizycznych.
2. Matematyka i fizyka jako metody opisu dynamiki pojazdów: układy współrzędnych, wektory, położenie, prędkość i przyspieszenie, ruch jedno i wielowymiarowy. Kinematyka, a dynamika.
3. Podłużna dynamika pojazdów. Oddziaływanie pojazdu z nawierzchnią – siły normalne. Maksymalne przyspieszenie podczas przyspieszania i hamowania – ograniczenia wynikające z konstrukcji pojazdu. Optymalny rozdział siły trakcyjnej i siły hamowania – projekt „idealnego samochodu”.
4. Stabilność podczas hamowania pojazdu – rozkład sił i momentów. Rozdział siły hamowania na poszczególne koła, hamowanie podczas skręcania, hamowanie u-split. System ABS i ESP, a stabilność pojazdu.
5. Dynamika poprzeczna pojazdów. Kąt i zasada Ackermana. Model single track. Poślizg pojazdu, gradient podsterowności: neutralny, podsterowność, nadsterowność pojazdu. Matematyczny opis „driftowania”. Praktyczne aspekty projektowania „idealnego samochodu”.
6. Dynamika pionowa pojazdów. Kompromis: komfort/oddziaływanie na nawierzchnię/bezpieczeństwo. (Model) nawierzchni drogi jako wymuszenie. Modelowanie dynamiki pionowej pojazdów: model 3D MBD nieliniowy, złożony planarny, half-car, quarter car. Elementy zawieszenia pojazdów i ich modele.
7. Model quarter-car: równania różniczkowe, zmienne stanu, transmitancja operatorowa. Właściwości modeli. Optymalizacja parametrów zawieszenia: komfort/bezpieczeństwo. Czy istnieje „idealny” pojazd?
8. Modelowanie nawierzchni drogi. Profile stochastyczne, funkcja gęstości widmowej mocy

Ćwiczenia laboratoryjne (28h):

1. Wprowadzenie do środowiska obliczeniowego Matlab i MSC Adams/CAR. Proste modele kinematyczne i dynamiczne. Weryfikacja obliczeń poprzez porównanie z rozwiązaniami analitycznymi.
2. Adams/Car – eksploracja modeli pojazdów. Symulacje różnych scenariuszy przejazdów. Analiza dynamiki pojazdów i walidacja uzyskanych wyników.
3. Podłużna dynamika pojazdów. Analiza rozkładu sił i transferu masy w pojeździe poruszającym się po wzniesieniu. Analiza ograniczeń dla wartości maksymalnego przyspieszenia podczas przyspieszania i hamowania pojazdu.
4. Projektowanie drogi. ‘Road builder’ – generacja profili zdeterminowanych i stochastycznych. Wpływ na dynamikę pojazdów.
5. Poprzeczna dynamika pojazdów. Scenariusze ‘steady-state cornerig’, ‘drift’ i inne.
6. Pionowa dynamika pojazdów. Model quarter car. Model analityczny i numeryczny. Analiza wpływu wartości parametrów zawieszenia na dynamikę pojazdu. Optymalne wartości parametrów.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

WARUNKI ZALICZENIA LABORATORIUM

Informacje wstępne
1. Prowadzący na pierwszych zajęciach określa warunki uzyskania zaliczania oraz sposób i tryb wyrównania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach.
2. Podstawowym terminem uzyskania zaliczenia jest koniec zajęć w danym semestrze.

Obecności
3. Obecność na zajęciach laboratoryjnych jest obowiązkowa.
a) W przypadku nieobecności, student jest zobowiązany do odrobienia zajęć w najbliższym możliwym terminie, najlepiej do dwóch tygodni. Odrabianie zajęć po ponad miesiącu od nieobecności nie będzie respektowane ze względu na inna tematykę zajęć niż w czasie nieobecności. Wymóg ten nie obowiązuje, jeśli zaistniały poważne okoliczności (np.: przewlekła choroba) które zostaną szczegółowo udokumentowane przez studenta (np.: szpitalna karta choroby).
b) Odrabianie zajęć jest możliwe na innej grupie laboratoryjnej, która ma zajęcia z tego samego przedmiotu, pod warunkiem, że łączna liczba uczestników nie przekroczy 15. Jeżeli w danym semestrze jest tylko jedna grupa, to termin i tryb odrabiania ćwiczeń każdorazowo ustala prowadzący.
c) W przypadku nie odrobienia opuszczonych zajęć do czasu podstawowego terminu zaliczenia student otrzymuje ocenę 2.0 w tym terminie.

Oceny
4. Ocena końcowa jest wyznaczana na podstawie liczby punktów, które student gromadzi podczas całego semestru. Maksymalna liczba punktów wynosi 50 i można je zdobywać w trzech kategoriach:
• kolokwia – dwa kolokwia w ciągu semestru o charakterze programowym lub pisemnym,
• obecności – punkty przyznawane za obecności,
• odpowiedź – punkty przyznawane za odpowiedz ustną na zajęciach.

Rozkład punktów w poszczególnych kategoriach wygląda następująco:

Kategoria: Liczba dni: Punkty: L. dni x punkty: Udział procentowy:

Kolokwia - 30 30 60%
Obecności 13 0,5 6,5 13%
Odpowiedź - 13,5 13,5 27%

Suma 50 100%

Liczba punktów jest przeliczana na ocenę końcową z laboratorium według ogólnie obowiązującej skali ocen AGH:

• od 90% bardzo dobry (5.0)
• od 80% plus dobry (4.5)
• od 70% dobry (4.0)
• od 60% ponad dostateczny (3.5)
• od 50% dostateczny (3.0)
• poniżej 50% niedostateczny (2.0)

5. Nie ma możliwości poprawiania ocen z kolokwiów.

6. Jeżeli w trakcie kolokwiów lub odpowiedzi ustnej prowadzący zajęcia stwierdzi niesamodzielność pracy studenta lub korzystanie przez niego z niedozwolonych materiałów (telefony komórkowe, notatki, Internet, itp.), student otrzymuje 0 punktów z tego z tego kolokwium lub odpowiedzi ustnej.

7. Student ma prawo do wglądu do swoich ocenionych prac w terminach wskazanych przez prowadzącego zajęcia, w szczególności w ramach zajęć konsultacyjnych.

8. W przypadku nie uzyskania zaliczenia (ocena 2.0 lub „nzal”) w terminie podstawowym student może jednokrotnie przystąpić do poprawkowego zaliczania zajęć. Z prawa tego może skorzystać student, który uczestniczył w zajęciach, tj. opuścił nie więcej niż 20% zajęć bez usprawiedliwienia. O dopuszczeniu studenta do zaliczenia poprawkowego decyduje prowadzący zajęcia, który ustala terminy i zasady zaliczeń w terminach poprawkowych. Nieusprawiedliwiona nieobecność na terminie poprawkowym powoduje utratę tego terminu.

9. Wszystkie zaliczenia muszą być wystawione do końca sesji poprawkowej danego semestru.

WARUNKI DOPUSZCZENIA DO EGZAMINU
Do egzaminu może przystąpić każdy student, który uczestniczył w zajęciach, tj. opuścił nie więcej niż 20% zajęć bez usprawiedliwienia.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Warunkiem uzyskania pozytywnej oceny końcowej jest otrzymanie pozytywnej oceny z egzaminu oraz z zajęć laboratoryjnych. Ocena końcowa jest obliczana jako średnia arytmetyczna.

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

W przypadku nieobecności, student jest zobowiązany do odrobienia zajęć w najbliższym możliwym terminie, najlepiej do dwóch tygodni. Odrabianie zajęć po ponad miesiącu od nieobecności nie będzie respektowane ze względu na inna tematykę zajęć niż w czasie nieobecności. Wymóg ten nie obowiązuje, jeśli zaistniały poważne okoliczności (np.: przewlekła choroba) które zostaną szczegółowo udokumentowane przez studenta (np.: szpitalna karta choroby).
Odrabianie zajęć jest możliwe na innej grupie laboratoryjnej, która ma zajęcia z tego samego przedmiotu, pod warunkiem, że łączna liczba uczestników nie przekroczy 15. Jeżeli w danym semestrze jest tylko jedna grupa, to termin i tryb odrabiania ćwiczeń każdorazowo ustala prowadzący.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Brak.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

• T. Gillespie, Fundamentals of Vehicle Dynamics, 1992, Society of Automotive Engineers (SAE)
• Georg Rill, Road Vehicle Dynamics: Fundamentals and Modeling, CRC
• Georg Rill, Lecture Notes, Vehicle Dynamics
• S. M. Savaresi, Semi-Active Suspension Control Desigh for Vehicles, Elsevier
• R. Resnick, D. Halliday, Fizyka 1, PWN
• A. Czemplik, Modele dynamiki układów fizycznych dla inżynierów
• P. Świder, Teoria ruchu samochodów cz.1 i cz.2, Politechnika Krakowska
• W. Grzegożek, Komputerowe modelowanie dynamiki pojazdów samochodowych, Politechnika Krakowska
• www.mathworks.com
• http://www.mscsoftware.com
• http://www.vehicledynamicsinternational.com/latest_issue.php

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Influence of traffic flow variability of heavy vehicles and temperature on pavement fatigue life — Wpływ zmienności natężeń ruchu pojazdów ciężkich oraz temperatury na trwałość zmęczeniową konstrukcji nawierzchni drogowej / Malwina Spławińska, Piotr Zieliński, Piotr BURNOS // Roads and Bridges = Drogi i Mosty ; ISSN 1643-1618. — 2015 vol. 14 no. 2, s. 117–132. — Bibliogr. s. 131–132, Streszcz., Abstr.. — Tekst pol.-ang.

Measurement of the maximum force exerted by the vehicle wheels on the road pavement / Janusz GAJDA, Piotr BURNOS, Tadeusz ŻEGLEŃ // W: IMEKO [Dokument elektroniczny] : 21\textsuperscript{th} World congress “Measurement in research and industry” : August 30–September 4, 2015 Prague, Czech Republic : full papers / ed. Jan Holub. — Wersja do Windows. — Dane tekstowe. — Prague : Czech Technical University, 2015. — Dysk Flash. — ISBN: 978-80-01-05793-3. — S. [1-5]. — Wymagania systemowe: Adobe Reader. — Bibliogr. s. 5, Abstr.

Ważenie pojazdów samochodowych w ruchu. Cz. 1, Oddziaływanie pojazdów przeciążonych na nawierzchnię — [Weighing of road vehicles in motion. Pt. 1, Impact of overloaded vehicles on the pavement] / Piotr BURNOS // Drogownictwo : czasopismo poświęcone zagadnieniom nauki, techniki i gospodarki drogowej ; ISSN 0012-6357. — 2014 R. 59 nr 6, s. 192–196. — Bibliogr. s. 195–196

Ważenie pojazdów w ruchu : stan obecny oraz perspektywy zastosowania systemów Weigh-In-Motion w celach administracyjnych — Weighing vehicles in motion : the present state and prospects of Weigh-In-Motion systems application for law-enforcement / Rafał L. Ossowski, Piotr BURNOS // Metrologia i Probiernictwo ; ISSN 2300-8806. — 2015 nr 1–2, s. 40–45. — Bibliogr. s. 45. — Tekst pol.-ang.

Informacje dodatkowe:

Brak.