Experimentální metody (FSI-HE1)

Akademický rok 2026/2027
Garant: doc. Ing. Miroslav Jopek, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚST všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Typ předmětu: oborový předmět
Cíle předmětu:
 
Výstupy studia a kompetence:
 
Prerekvizity:
 
Obsah předmětu (anotace):

Předmět se zabývá základními metodami měření a vyhodnocování průvodních jevů tváření a obrábění. Jde o mechanické zkoušky, kvalitativní a kvantitativní hodnocení opotřebení, měření tvářecích sil, přetvárných odporů, rychlostí deformace, teplot a tepla, kmitání, a to z hlediska jednotlivých metod tváření, obrábění a pracovních podmínek nástroje (použití dynamometrů, kalorimetrů, různých snímačů a přístrojů na zpracování signálů).

Součástí předmětu jsou také tribologické zkoušky tvářecích technologií s důrazem na environmentální udržitelnost maziv, zahrnující hodnocení tření, opotřebení a mazacích mechanismů v různých podmínkách tváření, analýzu ekologicky šetrných maziv a jejich vlivu na energetickou náročnost a životnost nástrojů.

Dále pojednává o využití světelných a elektronových mikroskopických metod vyhodnocování morfologie povrchů nástrojů a obrobků.
Metody vyučování:
 
Způsob a kritéria hodnocení:
 
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
 
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Laboratorní cvičení  13 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška

  1. Kmitání (principy, experimentální zařízení, snímače, přístroje pro zpracování signálů)

  2. Řezné síly a odpory (dynamometry, snímání a vyhodnocování veličin, zpracování údajů)

  3. Opotřebení nástroje (kritéria, měřicí metody a zařízení, zpracování naměřených hodnot), kompletní hodnocení vlastností řezných nástrojů

  4. Mikroskopické metody (analýza morfologie povrchu nástroje a obrobku na elektronovém řádkovacím mikroskopu – EŘM)

  5. Teplo a teplota, měření vysokorychlostních dějů (měřicí metody, snímací přístroje, zpracování naměřených hodnot)

  6. Demonstrace praktického využití experimentálních metod v průmyslové praxi

  7. Experimentální technologické zkoušky objemové tvařitelnosti

  8. Tribologické zkoušky tvářecích technologií s důrazem na environmentální udržitelnost maziv

  9. Experimentální zjišťování mechanických vlastností materiálů za dynamických podmínek zatěžování

  10. Demonstrace praktického využití experimentálních metod v průmyslové praxi

  11. Měření tvářecích sil, zjišťování napjatosti za vyšších rychlostí deformace

  12. Zjišťování přetvárných odporů za vyšších rychlostí deformací

  13. Experimentální ověření dynamických dějů pomocí numerické simulace
    Laboratorní cvičení

1.Měření opotřebení nástroje v průběhu funkce a vyhodnocení hodnot
2.Zpracování závislostí trvanlivost-řezná rychlost z hodnot opotřebení
3.Analýza řezných vlastností vrtáků
4.Analýza řezných vlastností fréz
5.Měření krouticího momentu při řezání závitu maticovým závitníkem
6.Analýza energetických a tepelných jevů při broušení
7.Analýza vlastností řezných kapalin
8.Komplexní pěchovací zkouška a vyhodnocení přetvárných odporů, přetvárné práce a rychlostí deformace
9. Tribologické zkoušky tvářecích technologií s důrazem na environmentální udržitelnost maziv
10.Vyhodnocení přetvoření metodou makrosítí
11.Zjišťování rázových sil a napětí při Taylorově testu
12.Provedení Taylorova testu na pneumatickém kanónu a jeho vyhodnocení
13.Zjišťování dynamických mechanických vlastností materiálů metodou Hopkinsonova testu
Literatura - základní:
1. FOREJT, Milan, HUMÁR, Anton, PÍŠKA, Miroslav a Libor JANÍČEK. Experimentální metody. [online]. Studijní opory pro magisterský studijní program 23-01-T Strojní inženýrství, obor strojírenská technologie - obrábění - tváření, svařování - management, VUT v Brně, Fakulta strojního inženýrství, 2003 -doplněna 2019. Dostupné z: http://ust.fme.vutbr.cz/tváření/opory-save/Experimentální_metody_he1.pdf.
2. FOREJT, Milan a Miroslav PÍŠKA. Teorie obrábění, tváření a nástroje. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2006. ISBN 80-214-2374-9. ( dotisk 2008, 2012, 2015, 2018)
5. ASM handbook. Vol 8. Mechanical Testing. Materials Park, Ohio: ASM International, 1985. 892 p. ISBN 0-87170-708-X.
6. MEYERS, Marc A. Dynamic behavior of materials. New York: Wiley, c1994. ISBN 0-471-58262-x.
Literatura - doporučená:
1. MELOUN, M., MILITKÝ, J. Statistické zpracování experimentálních dat. PLUS s.r.o. Praha, 1994. 839 s. ISBN 80-85297-56-6.
2. SMITH, G.-T. Cutting Tool Technology - Industrial Handbook. Springer-Verlag London Limited. United Kingdom. 2008. 597 pp. ISBN 978-1-84800-204-3.
3. STAHL, J.-E. Metal Cutting Theories and Models. GB Seco Tools AB. 02858870 ST20126371. 2012. 580 pp. ISBN 978-91-673-1336-1.
4. FOREJT, Milan, HUMÁR, Anton, PÍŠKA, Miroslav a Libor JANÍČEK. Experimentální metody. [online]. Studijní opory pro magisterský studijní program 23-01-T Strojní inženýrství, obor strojírenská technologie - obrábění - tváření, svařování - management, VUT v Brně, Fakulta strojního inženýrství, 2003 -doplněna 2019. Dostupné z: http://ust.fme.vutbr.cz/tváření/opory-save/Experimentální_metody_he1.pdf.
5. MEYERS, Marc A. Dynamic behavior of materials. New York: John Wiley and Sons., c1994. 668 p. ISBN 0-471-58262-X.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
N-STG-P prezenční studium STG Strojírenská technologie -- zá,zk 5 Povinný 2 2 Z
C-AKR-P prezenční studium CZS Předměty zimního semestru -- zá,zk 5 Volitelný 1 1 Z