Detail předmětu

Experimentální mechanika

FAST-VNC003Ak. rok: 2025/2026

Cílem předmětu je seznámit studenty přijatelnou formou s moderními metodami experimentální statické a dynamické analýzy stavebních konstrukcí. Studenti se postupně seznámí technikami měření a analýzy naměřených dat, dále s různými typy přístrojů a čidel.
Součástí náplně budou vedle teoretických postupů rovněž ukázky praktických měření v laboratoři, případně v terénu. Získané zkušenosti budou moci studenti uplatnit při realizaci závěrečných prací.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

2

Garant předmětu

prof. Ing. Jaroslav Smutný, Dr.

Zajišťuje ústav

Ústav železničních konstrukcí a staveb (ZEL)

Vstupní znalosti

Základy fyziky a matematiky

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty s vybranými problémy analýzy stavebních konstrukcí. Součástí předmětu budou i praktická měření a analýzy. Dále se studenti seznámí s aktuální legislativou a vybranými normami. Součástí předmětu budou i praktická měření a analýzy. Je vhodné podotknout, že znalosti mohou studenti velmi dobře využít ve zkvalitnění svých závěrečných prací.

 

Stručná náplň předmětu

  • Fyzikální principy měření, moderní měřící technika, matematický aparát
  • Základní principy a typy snímačů k analýze konstrukcí
  • Základní principy analýzy dat v časové, frekvenční a časově frekvenční oblasti
  • Principy a metody umělého buzení konstrukcí
  • Měření a analýza vibrací od různých zdrojů
  • Analýza mechanických vlastností stavebních dílců a stavebních konstrukcí při statickém
    i měnícím se zatížení (měření posunů, deformace, měření teploty a teplotních polí)
  • Měření a analýza únavových vlastností stavebních dílců
  • Experimentální zjišťování vlastních tvarů a frekvencí, použití různých technik buzení
  • Analýza velmi rychlých dějů
  • Srovnání experimentálních technik a matematických modelů, kalibrace matematických modelů
  • Moderní metody identifikace stavebních konstrukcí, základy aplikace metod umělé inteligence v procesu hodnocení konstrukcí

 

Demonstrované úlohy budou zahrnovat vždy popis problému, nastavení přístrojů, okrajových podmínek, vlastní měření a diskusi nad výsledky. Na úlohách se budou studenti aktivně podílet. Případně v rámci vybavení ústavu si studenti mohou navrhnout své vlastní úlohy.

Studijní opory

Železniční konstrukce II, MODUL 1, měřící metody a signálová analýza

Železniční konstrukce II, MODUL 3, Měření mechanických a únavových vlastností materiálů a konstrukcí, snímače a metody

Železniční konstrukce II, MODUL 4, Experimentální analýza dynamicko-akustických jevů ve vztahu k dopravě

SMUTNÝ, J. Časově frekvenční analýza stavebních konstrukcí a materiálů. VUT Brno. Brno, ČR: VUTIUM, 2002. ISBN: 80-214-2166- 5

SMUTNÝ, J.; PAZDERA, L. Časově frekvenční analýza reálných signálů Brno: Econ publishing, 2003. 195 s. ISBN: 80-86433-23- 4

SMUTNÝ, J.; PAZDERA, L. The experimental analysis of dynamic processes related to railway transport. 1. 1. Brno: AKADEMICKÉ NAKLADATELSTVÍ CERM, 2012. 156 s. ISBN: 978-80-7204-827- 4

SMUTNÝ, J. Časově frekvenční analýza stavebních konstrukcí a materiálů. VUT Brno. Brno, ČR: VUTIUM, 2002. ISBN: 80-214-2166- 5

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPC-VP bakalářský 1 ročník, zimní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

13 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jaroslav Smutný, Dr.

Osnova

1. Fyzikální principy měření, základní matematický aparát, snímače fyzikálních veličin 2. Základní principy analýzy experimentálních dat v časové a frekvenční oblasti 3. Základní principy analýzy experimentálních dat v časově-frekvenční oblasti 4. Metody buzení konstrukcí 5. Měření a analýza mechanických vlastností stavebních dílců a stavebních konstrukcí při statickém i měnícím se zatížení (měření deformace a napjatosti, měření teploty) 6. Měření a analýza únavových vlastností stavebních dílců 7. Měření a analýza vibrací 8. Experimentální modální analýza, použití různých technik buzení 9. Dynamická analýza stavebních konstrukcí 10. Moderní metody identifikace stavebních konstrukcí 11. Analýza velmi rychlých dějů 12. Srovnání experimentálních technik a matematických modelů, kalibrace matematických modelů

Cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jaroslav Smutný, Dr.

Osnova

1. Ukázka a aplikace budících technik, frekvenční přenosové funkce 2. Experimentální statická a dynamická analýza vybraných stavebních dílců 3. Měření a analýza statických a dynamických parametrů vybraných stavebních dílců pod zatížením 4. Modální analýza vybraných stavebních a konstrukčních dílců 5. Diagnostika vodorovných a svislých konstrukcí 6. Analýza velmi rychlých dějů při dynamickém zatěžování 7. Měření a analýza vibrací od stacionárních zdrojů 8. Srovnání MKP technik s experimentem na vybraném konstrukčním dílci