Zkouškový systém konstruování

Pojem dynamické zkoušky konstrukcí označuje zatěžovací zkoušky, které jsou nezbytnou součástí testování materiálu. Během těchto zkoušek jsou vzorky vystaveny střídavému zatěžování a dalším faktorům, jejichž intenzita se mění, aby se co nejlépe simulovaly reálné podmínky. Oproti tomu statické zkoušky materiálu jsou prováděny pod konstantním zatížením, pod kterým se zjišťuje jejich pevnost a tolerance k deformaci. V případě první skupiny se jedná o vynucené kmitání konstrukce za působení vnějších dynamických sil. Tímto testerem lze provádět nejen statické a dynamické zkoušky ocelových konstrukcí, ale také únavové zkoušky konstrukcí a jejich částí. Simulaci reálného provozního zatížení poté realizujeme pomocí hydraulického zatěžovacího systému. Maximální tah - tlakové zatížení Fmax = 1,2 MN (dynamicky max. moment).

Cílem předmětu je poskytnout přehled o strojních součástech a spojích, jako jsou pružiny, ložiska, osy a hřídele a šroubové, nýtové, svarové a lepené spoje. Pozornost je věnována především pochopení jejich funkce a osvojení si metodiky používané při jejich návrhu. Pochopení mechanismů a příčin porušování strojních součástí. Znalost principu, výpočtu a zásad užití spojů, hřídelů a jejich uložení, mechanických pružin a potrubí a armatur.

Studijní materiály a průběh výuky

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Jednotlivé přednášky jsou vystavěny na učebnici Konstruování strojních součástí. V průběhu přednášek vyučující odkazuje na konkrétní strany učebnice, které se vztahují k probírané látce. Přednášky jsou k dispozici v náhledech v systému Moodle. Uvedená učebnice je základním studijním materiálem pro přípravu ke zkoušce. Cvičení probíhá formou řešení zadaných příkladů u tabule. Student musí mít k dispozici na cvičení učebnici Konstruování strojních součástí a kalkulačku. Při cvičení je možné využívat počítačů na učebně nebo si nosit soukromé notebooky (v učebnách je k dispozici WiFi). Řešení příkladů je možné provádět v programu Mathcad, případně v dalších vhodných programech např. free a příslušných odměřovacích systémů.

Témata přednášek a cvičení

Témata přednášek:

1. Úvod do konstruování. Porušování způsobené statickým zatěžováním.
2. Únavové porušování způsobené proměnným zatěžováním.
3. Osy a hřídele. Spoje hřídele s nábojem.
4. Povrchy strojních součástí. Kontakt těles. Tření, mazání a opotřebení.
5. Pohybové a spojovací šrouby. Předepjaté šroubové spoje při statickém tahovém zatížení.
6. Těsněné přírubové spoje. Montáž šroubových spojů. Předepjaté šroubové spoje při únavovém tahovém zatížení. Nýtové spoje.
7. Svarové, pájené a lepené spoje.
8. Šroubovité tlačné, tažné a zkrutné pružiny. Talířové a listové pružiny.
9. Valivá ložiska. Vztah mezi zatížením, trvanlivostí a spolehlivostí. Kombinované a proměnlivé zatížení.
10. Modifikovaná rovnice trvanlivosti. Kuželíková ložiska. Mazání ložisek a konstrukce uložení.
11. Teorie hydrodynamického mazání. Radiální kluzná ložiska s hydrodynamickým mazáním.
12. Radiální kluzná ložiska s tlakovým oběhovým mazáním. Radiální kluzná ložiska s mezným mazáním. Potrubí a armatury.

Témata cvičení:

1. Analýza zatížení, napětí a deformací.
2. Porušování způsobené statickým zatěžováním.
3. Únavové porušování způsobené proměnným zatěžováním.
4. Pevnostní kontrola hřídelí.
5. Kontrola deformací a kmitání hřídelí. Spoje hřídele s nábojem.
6. Kontaktní napětí a kontaktní únavová pevnost.
7. Kontrola předepjatých šroubových spojů při statickém a únavovém tahovém zatížení.
8. Spoje zatížené kolmo k ose šroubu nebo nýtu.
9. Svarové spoje.
10. Šroubovité válcové tlačné a tažné pružiny.
11. Valivá ložiska.
12. Radiální kluzná ložiska s hydrodynamickým a mezným mazáním.

Zkouškový systém a hodnocení

Podmínky získání zápočtu:

Minimální počet bodů potřebných pro získání zápočtu je 15 ze 30 možných. Body je možné získat na základě těchto kritérií:

• Aktivita studenta na cvičení.
• Absolvování dvou písemných kontrolních testů v předem určených termínech, obvykle v polovině a ke konci semestru. Kontrolní test je složen ze tří teoretických otázek, každá po 1 bodě a ze čtyř příkladů, každý po 3 bodech. U příkladů se hodnotí i postup řešení, nejen správnost či nesprávnost výsledku. Z každého kontrolního testu je tedy možné získat maximálně 15 bodů. U kontrolních testů není dovoleno používat učebnici Konstruování strojních součástí ani žádnou další literaturu, pouze kalkulačku. Netriviální výpočetní vztahy budou dodány vyučujícím. Pokud student nesplní požadavky na udělení zápočtu, má nárok na maximálně jeden opravný test, jehož termín stanoví vyučující, obvykle ve zkouškovém období. Opravný test má stejnou strukturu jako kontrolní testy, je však složen z probraného učiva za celý semestr. Student uspěje tehdy, splní-li opravný test nejméně na 50%.

Podmínky získání zkoušky:

Minimální počet bodů pro absolvování závěrečného testu je 35 ze 70 možných. Zkouška probíhá formou testu, který probíhá na počítači ve zkuškovém systému Ústavu konstruování, a to z problematiky uvedené na přednáškách a cvičeních. Test je složen z otázek s výběrem odpovědi a otázek produkčních. První část testu je složena z jedenácti teoretických otázek, každá za 2 body. Druhá část testu je složena z 12 výpočetních otázek, každá za 4 body. Student musí splnit první (teoretickou) část testu, aby postoupil k druhé (výpočtové) části testu. Každá část testu je považována za splněnou, pokud student správně zodpoví nejméně polovinu otázek. Každá otázka s výběrem odpovědi má pět možností, z nichž pouze jedna je správná. Za nesprávnou odpověď se neudělují záporné body. U otázek produkčních je třeba zadat vypočtenou hodnotu, kterou pak zkouškový systém automaticky vyhodnotí. U testu musí mít student k dispozici průkaz studenta, psací potřebu a kalkulačku. Pro druhou (výpočtovou) část testu je možné používat originální výtisk učebnice Konstruování strojních součástí. Používání jiné literatury není dovoleno. Student, který nezískal zápočet, není připuštěn k testu (ke zkoušce). Výsledný počet bodů je součtem bodů získaných ze cvičení a z testu u zkoušky. Minimální počet bodů je 50 a maximální počet bodů je 100.

Zkušební metody a normy v oblasti konstruování

Mechanické vlastnosti kovů jsou nezbytné pro posouzení jejich použitelnosti v různých aplikacích a procesech. Zkušební metody a normy jsou základem pro získání spolehlivých dat o mechanických vlastnostech kovů, což je klíčové pro navrhování a výrobu komponentů a konstrukcí v různých průmyslových odvětvích. Správné hodnocení mechanických vlastností pomáhá výrobcům, inženýrům a designérům optimalizovat své produkty a minimalizovat riziko selhání ve skutečných provozních podmínkách. Odborníci naší společnosti jsou připraveni Vám poskytnout další informace o zkušebních normách, včetně správného vybavení pro provádění těchto zkoušek.

Zkušební normy pro testování kovů jsou zásadní pro jakýkoli průmysl z několika klíčových důvodů. Tyto normy poskytují standardizované postupy a metodiky pro zkoušení mechanických vlastností kovů, což umožňuje konzistentní a spolehlivé vyhodnocení jejich výkonu a použitelnosti. Kvalita a spolehlivost: Normy stanovují přesné postupy pro provádění zkoušek, což zajišťuje konzistenci výsledků a umožňuje porovnání materiálů od různých výrobců. Bezpečnost: Testování kovů podle standardizovaných norem zahrnuje i zkoušky mechanických vlastností, které jsou klíčové pro zajištění bezpečnosti v průmyslových aplikacích. Mezinárodní obchod: Standardizované zkušební normy umožňují mezinárodní obchod a spolupráci mezi různými zeměmi a regiony. Inovace a vývoj: Normy neustále reflektují nejnovější poznatky a technologické trendy v průmyslu. Vzhledem k těmto faktorům jsou zkušební normy pro testování kovů nepostradatelnou součástí každého průmyslového odvětví, které využívá kovy ve svých výrobních procesech a produktech.

Zkoušky kovů v tahu

Zkoušky kovů v tahu jsou základním typem mechanické zkoušky, jejichž cílem je určit mechanické vlastnosti materiálu, jako jsou mez pevnosti, mez kluzu, prodloužení po přetržení a zužování. Pro tahové zkoušení kovů se využívají normy ČSN EN ISO 6892-1 a ČSN EN ISO 6892-2. Tyto normy stanovují zkušební metody pro materiály provozované za různých teplotních podmínek, a tedy umožňují získat komplexní přehled o mechanických vlastnostech materiálu.

Základní normy pro zkoušky kovů v tahu:

• ČSN EN ISO 6892-1: Metodika zkoušek za pokojové teploty - Tato norma specifikuje metodiku pro provádění tahových zkoušek kovových materiálů za pokojové teploty. Je základním dokumentem, který popisuje, jak připravit vzorky, provést zkoušku a interpretovat výsledky. Důraz je kladen na univerzálnost normy, umožňující její aplikaci na širokou škálu kovových materiálů.
• ČSN EN ISO 6892-2: Metodika zkoušek za zvýšené teploty. Tato norma rozšiřuje základní principy z ISO 6892-1 na zkoušky prováděné za zvýšené teploty.

Zkoušky kovů v ohybu

Zkoušky kovů v ohybu představují jednu z klíčových metod zkoumání mechanických vlastností materiálů, které jsou v průmyslu nezbytné pro ověření jejich vhodnosti pro specifické aplikace. Pro standardizaci zkoušek v ohybu existují různé mezinárodní a národní normy, jako jsou ISO, ASTM nebo ČSN, které určují metodiku testů, velikost vzorků, rychlost zatěžování a interpretaci výsledků.

Příklady norem pro zkoušky v ohybu:

• Testování kovových materiálů; Zkouška ohybem plechů a pásů o tloušťce 0,05 až 1,0 mm používaných pro výrobu pružin.
• Standardní zkušební metody pro ohybové zkoušení materiálu na tažnost.
• Kovové materiály - Trubky (plného průřezu) - Zkouška ohybem.
• Standardní zkušební metoda pro řízenou ohybovou zkoušku tažnosti svarů.
• Destruktivní zkoušky svarů kovových materiálů - Zkoušky ohybem.

Zkoušky kovů v tlaku

Zkoušky kovů v tlaku jsou klíčovým prvkem při posuzování jejich mechanických vlastností a odolnosti. ISO 4506, EN 24506 a DIN 50106 jsou normy, které stanovují postupy pro měření mechanických vlastností kovů při namáhání tlakem. Tyto normy určují konkrétní podmínky testování, včetně parametrů testovacích zařízení, postupu zkoušení a metod analýzy výsledků.

Normy pro zkoušky v tlaku:

• Zkoušení kovových materiálů - Zkouška tlakem při pokojové teplotě.
• Standardní zkušební metody tlakového zkoušení kovových materiálů při pokojové teplotě.

Další typy zkoušek

• Zkouška hlubokým tahem: Norma ISO 20482 specifikuje postup pro zkoušku hlubokým tahem dle Erichsena, která je široce využívána při zkouškách hlubokotažnosti plechů a pásů.
• Cyklické a únavové zkoušky: Tyto metody jsou základní pro určování mechanických vlastností a odolnosti materiálů, zejména kovů, v průmyslových aplikacích.
• Rázové zkoušky: Jsou krátkodobé testy, které poskytují cenné informace o lomovém chování materiálů nebo součástí při rychlém zatížení a různých teplotách. Mezi nejběžnější typy zkoušek patří zkouška rázem v ohybu metodou Charpy, která je standardizována normou EN ISO 148-1.
• Zkouška krutem: Tato metoda je důležitá pro hodnocení mechanických vlastností kovových materiálů, zejména pak jejich tvářitelnosti a odolnosti proti plastické deformaci.
• Creepové zkoušky (zkoušky tečení): Tyto zkoušky jsou klíčové pro posouzení dlouhodobého chování materiálů za vysokých teplot a zatížení. Zkouška tečení jednoosým tahem definovaná normou ČSN EN ISO 204, umožňuje posoudit chování materiálů při působení konstantního zatížení a vysokých teplot.

Speciální řešení a vybavení

Speciální řešení pro vysokoteplotní zkoušky vzorků s různými rozměry. Tento zkušební systém pro geometricky a rozměrově podobné vzorky je často používán v oblasti kontroly kvality. Fixní měření teploty vzorku umožňuje nejen snadnou obsluhu, ale také vytváří základ pro spolehlivé a opakovatelné výsledky zkoušek. Tento flexibilní zkušební systém pro různé velikosti a geometrie vzorků se často používá ve výzkumných ústavech i na univerzitách a umožňuje kromě tahových zkoušek provádět i zkoušky ohybem a tlakem díky zařízení pro měření teploty proměnlivých vzorků. Tento mimořádně flexibilní zkušební systém splňuje přísné požadavky poskytovatelů zkušebních služeb, protože kromě širokého rozsahu zatížení pokrývá velké množství typů vzorků a zkoušek.

Potřebujete provádět vysokoteplotní zkoušky? Neváhejte a obraťte se na naše odborníky. Rádi najdeme vhodné řešení na míru vašim potřebám.

LABORTECH, přední výrobce zkušebních strojů, se zaměřuje na vývoj a výrobu zařízení určených zejména pro měření a testování hlubokotažných plechů. LABORTECH, přední výrobce zkušebních strojů, je znám svou špičkovou technologií určenou pro zkoušky rázem kovových materiálů.

AQUATest 642 představuje moderní II. Zařízení navazuje na ověřená řešení LABORTECH a přináší vyšší úroveň automatizace, přesnosti a bezpečnosti. Konstrukce v moderním designu EDICE 30 je doplněna o 7″ LCD dotykový displej umožňující intuitivní ovládání a kontrolu všech provozních a diagnostických funkcí. Systém disponuje centrálním řízením průtoku vody a řízeným čerpadlem, které zajišťují stabilní a normou definovaný průtok nezbytný pro přesnou a opakovatelnou Jominyho zkoušku. Integrované hlídání teploty kontroluje teplotu vstupního média a minimalizuje odchylky ovlivňující přesnost výsledků.

Tyče a pruty jsou dlouhé kruhové nebo čtvercové výrobky o průřezu až 240 x 320 mm² a mají široké využití při válcování a kování. Požadavky na jejich mechanické vlastnosti jsou stejně rozmanité jako jejich použití: od vysoké pevnosti pro konstrukční materiály až po tvárnost pro následné tvářecí procesy. Pokud hledáte zkušební stroj, který by odpovídal vašim požadavkům, kontaktujte nás. Rádi najdeme vhodné řešení na míru vašim potřebám. Neváhejte a ozvěte se našim specialistům.

tags: #zkouskovy #system #konstruovani