Detail předmětu

Vibrace a hluk

FSI-9VAHAk. rok: 2022/2023

Vibrace a hluk jsou průvodními jevy pracovních procesů všech strojních zařízení. Je zapotřebí analyzovat celý řetězec od zdrojů vibrací přes přenosové cesty struktury, zářiče hluku na povrchu strojů až po okolní akustické prostředí. Hlavní pozornost je zapotřebí věnovat aktivním metodám snižování vibrací a hluku.
Základní oblasti:
spektra vibro-akustických veličin, experimentální analýza, biomechanika lidského hlasu a sluchu, akustické vlastnosti uzavřených prostorů.
Identifikace zdrojů vibrací a hluku, aerodynamické zdroje hluku.
Pasivní metody snižování hluku.
Aktivní metody snižování hluku - vibroakustické systémy strojů, modely deterministické (modelované pomocí MKP - pro nízkofrekvenční hluk), modely statistické (řešení vysokofrekvenčního hluku).
Analýza dopravních prostředků (převodovek, kabin).

Jazyk výuky

čeština

Garant předmětu

Ing. Pavel Švancara, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav mechaniky těles, mechatroniky a biomechaniky (ÚMTMB)

Výsledky učení předmětu

Provádět analýzu hlučnosti strojů, identifikovat zdroje vibrací a hluku, modelovat dynamické jevy v pracovních procesech strojů, realizovat aktivní i pasivní metody redukce vibrací a hluku. Analýzou hlučnosti strojů pak navrhnout příslušná konstrukční a další opatření taková, aby dynamické vlastnosti strojů byla ovlivněna žádaným směrem.

Prerekvizity

Základy akustiky:
akustické vlnění, akustické veličiny (tlak, intenzita, výkon), spektra akustických signálů, experimentální analýza akustických veličin, akustická pole, spektrální a modální vlastnosti akustických kavit.
Matematika :
maticový počet, lineární algebra, diferenciální rovnice, základy metody konečných prvků.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny.

Způsob a kritéria hodnocení

Zkouška je písemná a ústní.
Klasifikace je prováděna podle pravidel užívaných na VUT FSI.

Učební cíle

Cílem předmětu je praktická a teoretická analýza hlučnosti strojů, výpočtové modelování jejich systémů za účelem snížení jejich vibrací a vyzařované akustické energie. Seznámení se s moderními metodami pro analýzu a řešení redukce vibrací a hluku strojů a se specializovanými programovými systémy pro jejich řešení.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Kontrola výuky probíhá individuálně podle postupu práce na daném projektu.

Základní literatura

Beranek, L.L.: Acoustics: Sound Fields and Transducers, Academic press, Oxford, 2012 (EN)
Cremer, L., Heckl, M., Petersson, Björn A.T.: Structure-Born Sound, Structural Vibrations and Sound Radiation at Audio Frequencies, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2005 (EN)
Fahy, F: Foundations of engineering acoustics, Academic Press, 2003 (EN)
Rossin, T. D. editor: Springer Handbook of Acoustics, Springer Würzburg, 2007 (EN)

Doporučená literatura

Beer, G., Smith, I., Duenser, Ch.: The Boundary Element Method with Proramming, Springer-Verlag, 2008 (EN)
Lyon, R. H., DeJong, R.G: Theory and Application of Statistical Energy Analysis, Butterwortth-Heinemann, Boston, 1995 (EN)
Ohayon, R., Soize, C.: Structural Acoustic and Vibration, Academic Press, London, 1998 (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program D-ENE-K doktorský 1 ročník, zimní semestr, doporučený kurs
  • Program D-ENE-P doktorský 1 ročník, zimní semestr, doporučený kurs
  • Program D-IME-K doktorský 1 ročník, zimní semestr, doporučený kurs
  • Program D-IME-P doktorský 1 ročník, zimní semestr, doporučený kurs

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

20 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Pavel Švancara, Ph.D.

Osnova

1. Akustické veličiny, lineární a decibelové zobrazení
2. Spektra akustických veličin : pásmová, trackingová, multispektra
3. Akustické vlastnosti uzavřených prostorů
4.-5. Biomechanika lidského hlasu a sluchu
6. Experimentální určení akustického výkonu stroje
7. Aerodynamické zdroje hluku - princip a příklady
8. Pasivní metody snižování vibrací a hluku
9. Princip reaktivních tlumičů potrubních systémů
10.-11. Deterministické modely vibroakustických systémů :
- struktura vazeb vibroakustických systémů strojů
- metody řešení ( metody konečných a hraničních prvků)
12.-13. Statistické modely vibroakustických systémů (metoda SEA