Experimentální metody (FSI-HE1)

Akademický rok 2022/2023

Garant:	Ing. Miroslav Jopek, Ph.D.
Garantující pracoviště:	ÚST	všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky:	čeština
Cíle předmětu:
Cílem předmětu je seznámit studenty se specializovanými experimentálními metodami, které jsou nutné pro posuzování funkčních vlastností řezných a tvářecích nástrojů, obrobitelnosti a tvařitelnosti materiálů ve výrobní a výzkumné sféře. Zdůraznit význam a použití technických měření a zkoušek pro rozvoj oborů technologie obrábění a tváření.
Výstupy studia a kompetence:
Student je schopen tvůrčím způsobem se podílet na provádění a vyhodnocování potřebných experimentů v technologických procesech obrábění a tváření. Má přehled o potřebných měřících metodách a měřících zařízeních s automatizovanými výstupy a hodnocením pomocí výpočetní techniky.
Prerekvizity:
Předpokládají se znalosti z teorie a technologie obrábění a tváření, základů metrologie (se zaměřením na měření geometrie) a měření teplot a mechanických veličin (tenzometrie).
Obsah předmětu (anotace):
Předmět se zabývá základními metodami měření a vyhodnocování průvodních jevů obrábění a tváření. Jde o mechanické zkoušky, kvalitativní a kvantitativní hodnocení opotřebení, měření řezných sil a odporů, tvářecích a vyhazovacích sil, přetvárných odporů, rychlostí deformace, teplot a tepla, kmitání, a to z hlediska jednotlivých metod obrábění, tváření a pracovních podmínek nástroje (použití dynamometrů, kalorimetrů, různých snímačů a přístrojů na zpracování signálů). Dále pojednává o využití světelných a elektronových mikroskopických metod vyhodnocování morfologie povrchů nástrojů a obrobků.
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:
Podmínkami pro udělení zápočtu jsou prezence ve cvičení, splnění zadaných úkolů a odevzdání písemných protokolů v předepsané obsahové a grafické formě. Pokud tyto podmínky student nesplní, může učitel v odůvodněných případech stanovit náhradní podmínky. Zkouška ověřuje teoretické znalosti přednesené problematiky z oblasti obrábění a tváření současně, je písemná a ústní. Hodnotí se klasifikačním stupněm ECTS. Při klasifikaci lze přihlédnout k tomu, jak je student hodnocen vedoucím cvičení.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Účast na přednáškách je doporučená. Účast na cvičení je povinná. Vedoucí cvičení provádí pravidelnou kontrolu přítomnosti studentů. Jednorázovou neúčast je možno po dohodě nahradit cvičením s jinou skupinou nebo zadáním náhradní úlohy. Delší neúčast se nahrazuje podle pokynů vedoucího cvičení. Docházka do cvičení je pravidelně kontrolována a účast ve výuce je zaznamenávána.
Typ (způsob) výuky:
Přednáška	13 × 2 hod.	nepovinná
Laboratorní cvičení	13 × 2 hod.	povinná
Osnova:
Přednáška	1.Opotřebení nástroje (kritéria, měřicí metody a zařízení, zpracování naměřených hodnot) 2.Teplo a teplota (měřicí metody, snímací přístroje, zpracování naměřených hodnot) 3.Řezné síly a odpory (dynamometry, snímání a vyhodnocování veličin, zpracování údajů) 4.Kmitání (principy, experimentální zařízení, snímače, přístroje pro zpracování signálů) 5.Mikroskopické metody (analýza morfologie povrchu nástroje a obrobku na elektronovém řádkovacím mikroskopu - EŘM) 6.Hodnocení vlastností materiálů pro řezné nástroje 7.Kompletní hodnocení vlastností řezných nástrojů 8.Experimentální technologické zkoušky objemové svařitelnosti 9.Zkoušky pro zjišťování koeficientu tření a vlivu maziv ve tváření 10.Experimentální zjišťování nerovnoměrnosti deformace 11.Měření tvářecích a vyhazovacích sil, zjišťování napjatosti 12.Zjišťování přetvárných odporů za vyšších rychlostí deformací 13.Zjišťování dynamických mechanických vlastností materiálů

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.Zjišťování součinitele tření během tvářecího procesu 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
CŽV	prezenční studium	CZV Základy strojního inženýrství	--	zá,zk	5	Povinný	1	1	Z
N-STG-P	prezenční studium	STG Strojírenská technologie	--	zá,zk	5	Povinný	2	2	Z