Experimentální metody 1

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra materiálů

Anotace:

Předmět podává přehled současných v praxi používaných experimentálních metod a postupů v oborech:

- experimentální analýzy hlavních mechanických veličin (napětí, posuvy, síly, momenty, tlaky, atd.)

- experimentální dynamiky (budiče, snímače kmitání, tlumení, vyvažování, vibroanalýza).

V každé čtyřhodinové lekci je ve vyváženém poměru provedena teoretická příprava jednotlivých témat a jejich bezprostřední experimentální ověření v laboratoři ve skupinách obsahujících nejvýše tři studenty. Každá z nich je vedena pedagogem, což umožňuje operativní komunikaci k problematice řešené úlohy, kterou jeden ze studentů odevzdá do jednoho měsíce ve formě technického záznamu se zpracováním a hodnocením experimentálních dat.

Požadavky:

Plné pochopení výkladu předpokládá základní znalosti z vyšší matematiky, fyziky, teorie elasticity, technické pružnosti, mechanických a únavových vlastností materiálů, měřicí a výpočetní techniky.

Osnova přednášek:

1. Experimentální mechanika a analýza napětí: a) Měření a snímače dráhy, posuvů, poměrné deformace, síly, momentu,tlaku. b) Odporová tenzometrie, fotoelasticimetrie, křehké laky, holografická interferometrie, metoda moiré, termoelasticita.

2. Experimentální dynamika: a) Základy kmitání, budiče kmitů, snímače zrychlení, rychlosti, výchylky, stroboskop. b) Digitalizace, záznam a analýza signálu počítačem, statistická a frekvenční analýza vibrací, tlumení, vyvažování, ukládání, multiparametrická vibrodiagnostika.

Osnova cvičení:

Přednáška a cvičení jsou v poměru 1:1 (týdně 2+2 hod.) s tím, že prakticky všechna podstatná témata jsou alespoň v elementární formě prakticky procvičena buď ve stejném dni s výkladem daného tématu nebo s týdenním odstupem. Jedná se o následujících 10 úloh:

1. Kalibrace deformační citlivosti odporových tenzometrů. 2. Tenzometrický snímač posuvu (břitový extenzometr). 3. Kalibrace a statistické vyhodnocení vlastností dvou typů siloměrů. 4. Tenzometrická analýza prstence zatíženého radiální silou a porovnání s analytickým řešením. 5. Studium vlastností elektrodynamického budiče jako dynamické soustavy s jedním stupněm volnosti. 6. Modální analýza ohybových kmitů prizmatického nosníku buzeného kinematicky. 7. Kalibrace citlivosti a stanovení frekvenčních charakteristik akcelerometrů. 8. Experimentální stanovení logaritmického dekrementu útlumu. 9. Aplikace laboratorního vyvažovacího stroje s měkkým uložením ložisek. 10. Studium módů kmitání nevyváženého měkce uloženého motoru pomocí stroboskopu.

Cíle studia:

Znalosti:

Prohloubení důvěry v získané teoretické poznatky ověřením jejich platnosti na vhodně volených experimentech. Získání přehledu o základních možnostech řešení praktických problémů ve výše uvedených oborech s ohledem jak na technickou podstatu problému, tak volbu vhodné experimentální metody, potřebného přístrojového vybavení a posouzení získaných výsledků.

Schopnosti:

Umět přistoupit k realizaci potřebného experimentu, tj. návrh a sestavení měřicího řetězce, záznam a posouzení správnosti získaných dat, jejich uložení, zpracování a vyhodnocení přesnosti výsledků s využitím statistiky.

Studijní materiály:

Povinná literatura:

[1] A. S. Kobayashi: Handbook on Experimental Mechanics. Society for Experimental Mechanics, Inc., Prentice-Hall, Inc. ISBN 0-13-377706-5 25.

Doporučená literatura:

[2] K. Zehnula: Snímače neelektrických veličin.SNTL Praha, 1983.

Studijní pomůcky:

1. Zkušebna: Trhací stroj, přípravky pro kalibraci tenzometrů, snímačů posuvu, siloměry, indikátory, tenzometrická zesilovače, měřidla.

2. Laboratoř experimentální mechaniky: Elektrodynamické vibrátory, snímače výchylky, rychlosti a akcelerace, osciloskop, stroboskop, laserový snímač výchylky, model vyvažovacího stroje, počítače s měřicími kartami a programen pro měření, uložení a analýzu dat INMES.

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: