Experimentální mechanika (FSI-REM)

Akademický rok 2019/2020
Garant: Ing. Petr Krejčí, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚMTMB všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Seznámit studenty se soudobými metodami, přístrojovou a výpočetní technikou pro zjišťování vstupních údajů potřebných pro výpočtové modelování strojů a jejich dílců a verifikací jeho výsledků. Kurs se zaměřuje především na způsoby vyšetřování napjatosti a přetvoření, kinematických veličin, sil, momentů, tlaků a hluku a zpracování získaných výsledků s využitím systémů CAT/CAME.
Výstupy studia a kompetence:
Přehled o soudobých možnostech experimentálního vyšetřování vybraných mechanických veličin potřebných pro posuzování bezporuchovosti strojů a jejich dílců. Základní praktické znalosti a zkušenosti z této problematiky. Schopnost formulovat reálné požadavky na tyto činnosti u specializovaných pracovišť a kvalifikovaně zhodnotit a interpretovat jejich výsledky.
Prerekvizity:
Základní znalosti analogové a digitální techniky, měření elektrických a neelektrických veličin, matematické statistiky, vlnové optiky, mechaniky těles, pružnosti a pevnosti.
Obsah předmětu (anotace):
Základy elektrických metod měření mechanických veličin. Zpracování spojitých a diskrétních náhodných procesů v časové a frekvenční oblasti. Metody pro určování napjatosti a přetvoření v bodě tělesa a v jisté oblasti tělesa (především odporová tenzometrie, reflexní fotoelasticimetrie a křehké laky). Měření kinematických veličin, sil, momentů, tlaků.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Výuka je doplněna laboratorním cvičením.
Způsob a kritéria hodnocení:
Požadavky na udělení zápočtu: aktivní účast na cvičeních,kvalitní vypracování laboratorních úloh, řešení dodatečných úloh v případě omluvené delší neúčasti.
Zkouška - kombinovaná (písemná a ústní). V písemné části musí student prokázat znalost základních pojmů, důležitých zákonitostí a jejich aplikace; v ústní části pak probíhá diskuse nad písemnou částí zkoušky a protokoly z laboratorních cvičení. V žádné z těchto částí nesmí být student hodnocen stupněm F.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Účast na cvičení je povinná. Jednorázová neúčast může být nahrazena cvičením s jinou skupinou ve stejném týdnu nebo vypracováním náhradní úlohy. Delší nepřítomnost se nahrazuje zvláštním zadáním podle pokynů cvičícího.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Laboratorní cvičení  13 × 3 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Úvod do metodiky experimentálních prací. Měřicí řetězec.
2. Pasivní senzory mechanických veličin.
3. Aktivní senzory mechanických veličin.
4. Spojité a diskrétní signály - metodika jejich zpracování.
5. Digitální filtrace signálů.
6. Aparatury pro měření měchanických veličin.
7. Měření kinematických veličin.
8. Metody pro určování napjatosti a přetvoření těles.
9. Vlastnosti odporových tenzometrů.
10.Hlediska pro optimální volbu odporových tenzometrů.
11.Optické metody (fotoelasticimetrie, moiré, holografie, spekl).
12.Křehké laky. Měření zbytkových napětí. Detekce trhlin.
13.Měření sil, kroutících momentů a tlaků.
    Laboratorní cvičení 1. Bezpečnost při práci v laboratoři. Nejistoty měření.
2. Teoretické otázky statistického zpracování výsledků měření.
3. Problematika korelace a regrese.
4. Určení deformačního součinitele odporového tenzometru.
5. Zapojování tenzometrů. Měření rovinné napjatosti - kombinace Mo a Mk.
6. Zpracování náhodných procesů na počítači.
7. Ohýbaný prut a ohýbaný pás - porovnání. Posouzení siloměrného prvku.
8. Kmitání rotorových soustav.
9. Kmitání turbinové lopatky.
10.Ohybová porucha na skořepině - teorie a experiment.
11.Porovnání samokompenzace odporových tenzometrů.
12.Transmisní a reflexní fotoelasticimetrie.
13.Měření zbytkového napětí odvrtávací metodou.
Literatura - základní:
1. Kobayashi, A.S.: Handbook on Experimental Mechanics., Prentice Hall, New Jersey 1987
2. Dally, J.W. et al.: Instrumentation for Engineering Measurements, John Wiley&Sons, New York 1984
3. Harris, C.M.: Shock and Vibration Handbook, McGraw Hill 1996
Literatura - doporučená:
1. Vlk M. et al., Experimentální mechanika. VUT FSI 2003 (www.fme.vutbr.cz/opory)
2. Miláček, S.: Měření a vyhodnocování mechanických veličin, ČVUT Praha 2001
3. Janíček P., Technický experiment. VUT FS Brno 1988
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
M2A-P prezenční studium M-IMB Inženýrská mechanika a biomechanika -- zá,zk 5 Povinný 2 1 Z
M2A-P prezenční studium M-MET Mechatronika -- zá,zk 5 Povinný 2 1 Z