Detail předmětu

Experimentální mechanika

FSI-REMAk. rok: 2025/2026

Základy elektrických metod měření mechanických veličin. Zpracování spojitých a diskrétních náhodných procesů v časové a frekvenční oblasti. Metody pro určování napjatosti a přetvoření v bodě tělesa a v jisté oblasti tělesa (především odporová tenzometrie, reflexní fotoelasticimetrie, křehké laky, DIC). Měření kinematických veličin, sil, momentů a tlaků.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

Ing. Petr Krejčí, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav mechaniky těles, mechatroniky a biomechaniky (ÚMTMB)

Vstupní znalosti

Základní znalosti z oblasti měření elektrických a neelektrických veličin, matematické statistiky, mechaniky těles, pružnosti a pevnosti.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Požadavky na udělení zápočtu: aktivní účast na cvičeních, kvalitní vypracování laboratorních úloh, řešení dodatečných úloh v případě omluvené delší neúčasti.
Zkouška - kombinovaná (písemná a ústní). V písemné části musí student prokázat znalost základních pojmů, důležitých zákonitostí a jejich aplikace; v ústní části pak probíhá diskuse nad písemnou částí zkoušky a protokoly z laboratorních cvičení.
Účast na cvičení je povinná. Jednorázová neúčast může být nahrazena cvičením s jinou skupinou ve stejném týdnu nebo vypracováním náhradní úlohy. Delší nepřítomnost se nahrazuje zvláštním zadáním podle pokynů cvičícího.

Učební cíle

Seznámit studenty se soudobými metodami, přístrojovou a výpočetní technikou pro zjišťování vstupních údajů potřebných pro výpočtové modelování strojů a jejich dílců a verifikací jeho výsledků. Kurs se zaměřuje především na způsoby vyšetřování napjatosti a přetvoření, kinematických veličin, sil, momentů, tlaků a hluku a zpracování získaných výsledků.
Přehled o soudobých možnostech experimentálního vyšetřování vybraných mechanických veličin potřebných pro posuzování bezporuchovosti strojů a jejich dílců. Základní praktické znalosti a zkušenosti z této problematiky. Schopnost formulovat reálné požadavky na tyto činnosti u specializovaných pracovišť a kvalifikovaně zhodnotit a interpretovat jejich výsledky.

Základní literatura

Dally, J.W. et al.: Instrumentation for Engineering Measurements, John Wiley&Sons, New York 1984
Harris, C.M.: Shock and Vibration Handbook, McGraw Hill 1996
Kobayashi, A.S.: Handbook on Experimental Mechanics., Prentice Hall, New Jersey 1987

Doporučená literatura

Janíček P., Technický experiment. VUT FS Brno 1988
Miláček, S.: Měření a vyhodnocování mechanických veličin, ČVUT Praha 2001
Vlk M. et al., Experimentální mechanika. VUT FSI 2003 (www.fme.vutbr.cz/opory)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-IMB-P magisterský navazující

    specializace IME , 1 ročník, zimní semestr, povinný
    specializace BIO , 1 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program N-MET-P magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Petr Krejčí, Ph.D.

Osnova

1. Úvod do metodiky experimentálních prací.
2. Popis měřícího řetězce
3. Pasivní a aktivní senzory mechanických veličin.
4. Spojité a diskrétní signály - metodika jejich zpracování.
5. Digitální filtrace signálů.
6. Aparatury pro měření mechanických veličin.
7. Měření kinematických veličin.
8. Metody pro určování napjatosti a přetvoření těles.
9. Vlastnosti odporových tenzometrů.
10. Hlediska pro optimální volbu odporových tenzometrů.
11. Optické metody (DIC, fotoelasticimetrie, moiré, holografie, spekl).
12. Měření zbytkových napětí. Detekce trhlin.
13. Měření sil, kroutících momentů a tlaků.

Laboratorní cvičení

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Petr Krejčí, Ph.D.

Osnova

1. Bezpečnost při práci v laboratoři.
2. Nejistoty měření. Teoretické otázky statistického zpracování výsledků měření.
3. Určení deformačního součinitele odporového tenzometru.
4. Měření rovinné napjatosti při kombinovaném namáhání.
5. Zpracování náhodných procesů na počítači.
6. Ohýbaný prut. Určení vlastní frekvence a tlumení.
7. Posouzení siloměrného prvku.
8. Dynamika rotorových soustav.
9. Membránová teorie skořepin.
10. Porovnání výpočtového modelování s experimentem.
11. Porovnání samokompenzace odporových tenzometrů.
12. Digitální korelace obrazu.
13. Měření zbytkového napětí odvrtávací metodou.