Detail předmětu

Experimentální metody

FSI-QEMAk. rok: 2024/2025

Předmět "Experimentální metody" seznamuje studenty s postupy a metodami používanými při experimentálním řešení úkolů v programu automobilní a dopravní inženýrství, aby byli schopni je aplikovat v praxi. Vysvětluje základy moderních metod měření mechanických veličin a definuje strukturu měřicího a řídicího přístrojového řetězce. Měření kinematických veličin, sil, momentů, tlaku, teplot a hluku.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

prof. Ing. Josef Štětina, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav automobilního a dopravního inženýrství (ÚADI)

Vstupní znalosti

Základní znalosti z matematiky, fyziky, mechaniky a elektrotechniky na úrovní bakalářského vzdělání v oblasti strojírenství.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Podmínky udělení zápočtu: aktivní účast na cvičení, vypracování protokolů z měření. Zkouška: zkouška prověřuje osvojení znalostí získaných na přednáškách, je orientována především na aplikaci těchto znalostí na měření a přístrojovou techniku, zkouška je písemná formou testu a možností ústního ověření znalostí, až 50 % hodnocení tvoří klasifikace protokolů z měření.


Účast na cvičení je povinná. Neúčast je řešena s vyučujícím zadáním náhradního zadání.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit posluchače s metodami měření a přístupy při experimentálním řešení problémů se zaměřením na vozidla a jejich pohonná ústrojí (BEV, ICE, HEV). Podstatné je získání základní představy o složitosti experimentálních prací a současných technických možnostech při jejich řešení.


Absolvent předmětu získá teoretické znalosti a praktické zkušenosti s experimentální prací s důrazem na využití počítačů při měření i zpracování experimentu, je schopen pro jednodušší problémy zvolit postup řešení a orientovat se při výběru vhodné měřící techniky.

Základní literatura

CROCKER, Malcolm J. Handbook of noise and vibration control. Hoboken: Wiley, 2007, xxiv, 1569 s. : il. ISBN 978-0-471-39599-7. (EN)
MCBEATH, Simon. Competition car data logging. 2nd ed. Newbury Park, Calif.: Haynes North America, 2008. ISBN 978-184-4255-658. (EN)
VENKATESHAN, S. P. Mechanical Measurements. 2. London: John Wiley&Sons, 2015. ISBN 978-11-1911-556-4. (EN)

Doporučená literatura

KUTZ, Myer. Handbook of measurement in science and engineering. Hoboken, New Jersey: Wiley, 2013. ISBN 978-0-470-40477-5. (EN)
MARTYR, A. J. a M. A. PLINT. Engine Testing Theory and Practice. 3. Oxford: Elsevier, 2007. ISBN 978-0-7506-8439-2. (EN)
MIŠUN, Vojtěch. Vibrace a hluk. Vyd. 2. / v Akademickém nakladatelství CERM 1. vyd. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2005, 177 s. : il. ISBN 80-214-3060-5. (CS)
PAVELEK, Milan a Josef ŠTĚTINA. Experimentální metody v technice prostředí. 3. vyd. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2007, 215 s. ISBN 978-80-214-3426-4. (CS)
TŮMA, Jiří. Vehicle gearbox noise and vibration: measurement, signal analysis, signal processing and noise reduction measures. Chichster: Wiley, 2014, xiv, 243 s. : il. ISBN 978-1-118-35941-9. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-ADI-P magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinný
  • Program N-AAE-P magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinný

  • Program C-AKR-P celoživotní vzdělávání v akr. stud. programu

    specializace CLS , 1 ročník, letní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Josef Štětina, Ph.D.

Osnova

  1. Základy teorie experimentu, pojmy a metody práce. Předpisy pro měření. Chyby a nejistoty měření.
  2. Měření elektrických a neelektrických veličin. Měřicí řetězec. Snímače a jejich charakteristiky. Počítačové měřicí systémy. Digitalizace, vzorkovací frekvence. Měřicí karty, moduly a přístroje.
  3. Zpracování výsledků měření.
  4. Měření teplot, tlaků, průtoku a tepelných toků.
  5. Tenzometry, metody vyhodnocení signálu tenzometrů, aplikace tenzometrů na snímače síly a tlaku.
  6. Tenzometry, metody vyhodnocení signálu tenzometrů, aplikace tenzometrů na snímače síly a tlaku.
  7. Měření hluku, vibrací a otáček. Akustická měření při vývoji automobilů.
  8. Identifikace zdrojů hluku.
  9. Úvod do experimentální modální analýzy.
  10.  Problematika měření na vozidle, Global Positioning Systém (GPS).
  11. Jízdní zkoušky.
  12. Problematika měření spalovacích motorů na motorových zkušebnách. Problematika měření na válcových zkušebnách zkušebnách, měření emisí.
  13. Palubní diagnostika dopravních prostředků, datové sítě automobilu, On Board Diagnostic, komunikace na bázi sběrnice CAN.

Laboratorní cvičení

20 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Josef Štětina, Ph.D.

Osnova

  1. Měření teplot, tlaků, průtoku na spalovacím motoru.
  2. Měření sil, otáček, motorový a válcový dynamometr.
  3. Tenzomerie 1
  4. Tenzometrie 2
  5. Modální analýza, FFT.
  6. Analýza mechanického kmitání pohonné jednotky v závislosti na provozních otáčkách.
  7. Akustická měření. Měření akustického výkonu zdroje hluku.
  8. Jízdní zkoušky, GPS.
  9. Měření brzd, tlumičů a geometrie.
  10. Palubní diagnostika. Datalogging v automobilové technice.

Cvičení s počítačovou podporou

6 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Josef Štětina, Ph.D.

Osnova

  1. Bezpečnost práce v laboratoři, zpracování výsledků měření v MATLABu.
  2. Zpracování dat. Měřicí řetězec.
  3. Vyhodnocení jízdních zkoušek.