Detail předmětu

Experimentální metody

FSI-HE1-KAk. rok: 2020/2021

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.

Výsledky učení předmětu

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).

Doporučená nebo povinná literatura

BROCH, J.T. Mechanical vibration and Shock Measurements. K.Larsen a Son A/S, Glostrup, Denmark, 1984. 370 s. ISBN 87 87355 36.1.
Medek, J.: Experimentální metody. VUT Brno, 1993.
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.
Group of authors: Metals Handbook, Volume 8, Mechanical Testing, ASM 1985.
VELES, P. Mechanické vlastnosti a skúšanie kovov. Edícia hutníckej literatúry, ALFA Bratislava, SNTL Praha, 1985.401 s. 63-559-85.
MELOUN, M., MILITKÝ, J. Statistické zpracování experimentálních dat. PLUS s.r.o. Praha, 1994. 839 s. ISBN 80-85297-56-6.
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. (EN)
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

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

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.

Jazyk výuky

čeština

Cíl

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.

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.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2I-K magisterský navazující

    obor M-STG , 2. ročník, zimní semestr, 6 kreditů, povinný
    obor M-STM , 2. ročník, zimní semestr, 6 kreditů, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Konzultace v kombinovaném studiu

9 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

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

34 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

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

9 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

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

eLearning