Experimentální metody (FSI-HE1-K)

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:
    Konzultace v kombinovaném studiu  1 × 9 hod. povinná                  
    Konzultace  1 × 34 hod. nepovinná                  
    Laboratorní cvičení  1 × 9 hod. povinná                  
Osnova:
    Konzultace v kombinovaném studiu

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
    Konzultace

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. BROCH, J.T. Mechanical vibration and Shock Measurements. K.Larsen a Son A/S, Glostrup, Denmark, 1984. 370 s. ISBN 87 87355 36.1.
2. Group of authors: Metals Handbook, Volume 8, Mechanical Testing, ASM 1985.
3. VELES, P. Mechanické vlastnosti a skúšanie kovov. Edícia hutníckej literatúry, ALFA Bratislava, SNTL Praha, 1985.401 s. 63-559-85.
4. MEYERS, M. A.: Dynamic Behaviour of Materials. A Wiley-Interscience Publication, John Wiley & Soins,Inc. New York, Toronto,1994. p 668. ISBN 0-471-58262-X.
Literatura - doporučená:
1. Medek, J.: Experimentální metody. VUT Brno, 1993.
2. ČECH, J., PERNIKÁŘ, J., BENEŠ, M. Strojírenská metrologie. Skriptum VUT v Brně. PC DIR s.r.o. Brno, 1994. 166 s. ISBN 80-214-0557-0.
3. MELOUN, M., MILITKÝ, J. Statistické zpracování experimentálních dat. PLUS s.r.o. Praha, 1994. 839 s. ISBN 80-85297-56-6.
4. Forejt., M., Humár, A., Píška, M., Janíček, L.: 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. Dostupné na World Wide Web: http://www.fme.vutbr.cz/opory/pdf/ust/Exp.metod/Experimentalni%20metody%20he2.pdf
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
N-STG-K kombinované studium STG Strojírenská technologie -- zá,zk 5 Povinný 2 2 Z