Detail předmětu

Vibrace a hluk

FSI-RVHAk. rok: 2011/2012

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, kabín).

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Vojtěch Mišun, CSc.

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), akustické kavity, spektra akustických signálů, experimentální analýza akustických veličin, akustická pole, spektrální a modální vlastnosti akustických kavit.
Matematika :
maticový počet, lineární algebra, trigonometrické funkce, programování na PC, počítačové modelování mechanických struktur.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Pro předmět je předepsán klasifikovaný zápočet.
Požadavky pro zápočet :
100 % účast na cvičeních, V případě řádně omluvené absence řešení náhradního problému. Zápočet je prováděn formou písemného testu na závěr semestru. Test se skládá ze tří
otázek, pokrývající důležité oblasti předneseného předmětu.
Vyhotovení správné odpovědi pouze na jednu otázku je důvodem k neudělení zápočtu.
Účast na cvičení je povinná. Vedoucí cvičení provádějí průběžnou kontrolu přítomnosti studentů, jejich aktivity a základních znalostí. Neomluvená neúčast je důvodem k neudělení zápočtu.
Konkrétní podobu splnění těchto požadavků stanovuje vedoucí cvičení v prvním týdnu semestru.
Požadavky pro zápočet :
100 % účast na cvičeních, V případě řádně omluvené absence řešení náhradního problému. Všechna experimentální cvičení z předmětu bioakustika nahrazovat v náhradním termínu.
V závěru semestru musí každý posluchač odevzdat požadovaný počet vyřešených dynamických problémů.
Průběžná kontrola : připravenost studentů na cvičeních, jejich aktivita, kontrolní test během semestru.

Osnovy výuky

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)

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 - SYSNOISE, SEADS a další.

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

Účast na cvičení je povinná. Vedoucí cvičení provádějí průběžnou kontrolu přítomnosti studentů, jejich aktivity a základních znalostí. Neomluvená neúčast je důvodem k neudělení zápočtu.
Připravenost studentů na výuku prováděna individuálně u jednotlivých studentů, případně kratičkým testem.
Zameškanou výuku v případě řádné omluvy je prováděno doplněním chybějící látky a případně zadáním náhradních příkladů. Případná chybějící experimentální cvičení je nutno nahradit v náhradním termínu.
Konkrétní podobu splnění těchto požadavků stanovuje vedoucí cvičení v prvním týdnu semestru.

Základní literatura

Nový, R.: Hluk a chvění, České vysoké učení technické, Praha, 2009 (CS)

Doporučená literatura

Mišun, V.: Vibrace a hluk, Vysoké učení technické, Brno, 1998 (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2A-P magisterský navazující

    obor M-IMB , 2. ročník, zimní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 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)

Cvičení s počítačovou podporou

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Pavel Švancara, Ph.D.

Osnova

1. Pásmová spektra, různé stupnice, filtry
2. Spektrální a modální vlastnosti kavít
3. Analýza lidského hlasu, jeho generování, formanty samohlásek
4. Identifikace zdrojů hluku, akustické zářiče
5. Akustický výkon vyzařovaný strojem
6. Aerodynamické zdroje hluku - ventilátory, kompresory
7. Výpočet jednoduchého modelu reaktivního tlumiče hluku
8.-9. Deterministické modely : řešené pomocí MKP
10.-11. Deterministické modely : řešené pomocí MHP
12.Statistické modely, modelování subsystémů modelu
13.Zápočet