Tribologie (FSI-ZTR)

Akademický rok 2021/2022
Garant: prof. Ing. Martin Hartl, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚK všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Absolventi budou schopni analyzovat a řešit základní problémy tření, mazání a opotřebení kontaktních uzlů ve strojích.
Výstupy studia a kompetence:
Znalost základních principů, výpočtů a zásad pro návrh kontaktních uzlů.
Schopnost aplikace získaných znalostí při návrhu nových strojů a zařízení.
Znalost metodiky volby a způsobů tribologického testování materiálových dvojic.
Schopnost řešit problémy obsahující kontaktní mazané i nemazané uzly.
Prerekvizity:
Znalosti z materiálových věd, pružnosti a pevnosti, konstruování strojů a hydromechaniky.
Obsah předmětu (anotace):
Předmět poskytuje teoretické a praktické znalosti týkající se procesů tření, mazání a opotřebení, které probíhají ve strojních soustavách a mají zásadní význam při návrhu, výrobě a údržbě strojů. Výuka probíhá s důrazem na přehled v dané oblasti, porozumění základním mechanismům, inženýrskou aplikaci a praktické zkušenosti z laboratorního měření. Předmět navazuje a doplňuje náplň předmětů základního studia z oblasti mechaniky, strojního inženýrství a materiálových věd.
Metody vyučování:
Přednášky, cvičení, laboratoře, samostudium.
Způsob a kritéria hodnocení:
Podmínky získání zápočtu:
- odevzdání samostatné práce o tribologickém systému (max. 30 bodů).
Podmínky získání zkoušky:
- test s výběrem odpovědi (max. 30 bodů),
- ústní část (max. 40 bodů),
- body ze cvičení (max. 30 bodů),
- celkem je možno získat až 100 bodů, výsledná klasifikace se určí podle stupnice ECTS.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Přednášky: účast je povinná a kontrolovaná vyučujícím.
Cvičení: účast je povinná a kontrolovaná vyučujícím.
Povolují se maximálně dvě absence. V případě dlouhodobé nepřítomnosti je náhrada zameškané výuky v kompetenci garanta předmětu.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  8 × 2 hod. povinná                  
    Laboratorní cvičení  8 × 2 hod. povinná                  
    Cvičení s počítačovou podporou  8 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška - Úvod do tribologie, význam a historický vývoj.
- Tribologická soustava a procesy. Principy a režimy mazání.
- Vlastnosti pevných látek a maziv. Reologie maziv.
- Typy maziv. Kapalné maziva a zušlechťující přísady do maziv. Plastická a pevná maziva.
- Kontaktní mechanika. Hertzova teorie. Hodnocení topografie povrchů. Kontakt mezi povrchy s nerovnostmi.
- Hydrodynamické mazání. Reynoldsova rovnice. Kluzné ložiska. Hydrostatické mazání.
- Elastohydrodynamické a smíšené mazání. Numerické modelování. Molekulární dynamická simulace.
- Tribologie poddajných kontaktů. Biotribologie.
- Mezné mazání a mezné filmy.
- Tribologie tenkých vrstev, filmů a povlaků. Mazání pevnými mazivy.
- Tření, opotřebení a tribotesting.
- Analýza opotřebení.
- Tribologická analýza vybraných strojních prvků.
    Laboratorní cvičení - Měření topografie povrchů.
- Měření viskozity kapalin.
- Měření tvrdosti povrchu a statické únosnosti bodového kontaktu.
- Měření tlakového pole v hydrodynamicky mazaném kontaktu.
- Měření rozložení tloušťky maziva v elastohydrodynamickém kontaktu.
- Měření Stribeckovy a trakční křivky.
- Měření míry opotřebení.
- Biotribologie.
- Tribologie kontaktu kola a kolejnice.
    Cvičení s počítačovou podporou - Viskozita, reologické modely a smykové napětí v kapalině.
- Hertzova kontaktní úloha. Statická únosnost kontaktu.
- Hydrostatické a hydrodynamické mazání.
- Režimy mazání, odhad tloušťky mazací vrstvy a parametru mazání.
- Reálná styková plocha. Špičková teplota.
- Tření v kapalinovém filmu.
- Míra opotřebení. Součinitel abrazivního opotřebení.
Literatura - základní:
1. STACHOWIAK, G. W. a A. W. BATCHELOR. Engineering tribology. Fourth edition. Oxford: Elsevier/Butterworth-Heinemann, 2014. [cit. 2019-08-30] ISBN 0123970474. [Online] Dostupná z: https://app.knovel.com/hotlink/toc/id:kpETE00005/engineering-tribology/engineering-tribology
Literatura - doporučená:
1. STOLARSKI, T. A. Tribology in machine design. Oxford: Heinemann Newnes, 1990. [cit. 2019-08-30] ISBN 0434918261. [Online] Dostupná z: https://app.knovel.com/hotlink/toc/id:kpTMD00001/tribology-in-machine/tribology-in-machine
2. SZERI, A. Z. Fluid film lubrication. 2nd ed. New York: Cambridge University Press, 2011. [cit. 2019-08-30] ISBN 0521898234. [Online] Dostupná z: https://app.knovel.com/hotlink/toc/id:kpFFLE000F/fluid-film-lubrication/fluid-film-lubrication
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
N-KSI-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 4 Povinný 2 1 L