Detail předmětu

Vibrace a hluk vozidel

FSI-QDZ-A Ak. rok: 2027/2028 Letní semestr

Předmět se zabývá vznikem, šířením, analýzou a omezováním vibrací a hluku motorových vozidel a jejich komponent. Vysvětluje základní fyzikální principy mechanického kmitání, zpracování vibroakustických signálů a šíření zvuku. Analytické metody a metoda konečných prvků (MKP) jsou využity při modálních, harmonických a akustických analýzách. Aplikace zahrnují rotordynamiku, pryžové komponenty, kluzná a valivá ložiska, turbodmychadla, spalovací motory, elektrické pohony a provozní NVH vozidel. Důraz je kladen na fyzikální porozumění, propojení výpočtů a měření, posouzení věrohodnosti výsledků a návrh technických opatření. V počítačových cvičeních mohou být představeny možnosti a omezení nástrojů umělé inteligence.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

6

Garant předmětu

prof. Ing. Pavel Novotný, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav automobilního a dopravního inženýrství

Vstupní znalosti

Předpokládají se znalosti bakalářské matematiky (lineární algebra, diferenciální a integrální počet, diferenciální rovnice), kinematiky, dynamiky, pružnosti a pevnosti. Výhodou jsou znalosti základů strukturální MKP a práce s komerčním CAE softwarem získané v předmětu Simulace v automobilovém průmyslu.

Způsob zakončení předmětu a pravidla hodnocení studentů

Předmět je zakončen zápočtem a zkouškou. Zápočet vyžaduje účast na povinných počítačových cvičeních a splnění zadaných praktických úloh; náhradní plnění absencí stanoví vyučující. Hodnocení zahrnuje průběžné testy navazující na přednášky, individuální praktickou úlohu zaměřenou na analytické nebo numerické řešení a kritické vyhodnocení výsledků, písemné ověření teoretických znalostí, písemné výpočtové příklady a ústní část ověřující aplikaci poznatků v širších souvislostech. Účast v jednotlivých bodovaných částech je dobrovolná; neúčast znamená nulový bodový zisk v příslušné části. Přístup k ústní části může být podmíněn dosažením minimálního výsledku v předchozích částech; hodnocení lze uzavřít i bez ústní části. Úspěšné absolvování vyžaduje zápočet a dosažení stanovené úrovně celkového hodnocení. Pravidla klasifikace a organizace jednotlivých částí musí být studentům určena před zahájením výuky v souladu se závaznou dokumentací předmětu. Při průběžných testech a všech částech zkoušky není použití AI dovoleno. Nástroje AI lze používat výhradně v průběhu počítačových cvičení a pouze se souhlasem vyučujícího.

Učební cíle

Cílem je naučit studenty analyzovat vybrané problémy vibrací a hluku v automobilovém průmyslu na základě fyzikálních zákonitostí a vhodně zvolených analytických, numerických a experimentálních metod. Studenti si osvojí interpretaci signálů, zjednodušené dynamické modelování, základy modálních, harmonických a akustických MKP analýz a schopnost identifikovat pravděpodobné zdroje vibrací a hluku. Výuka podporuje kritické hodnocení výsledků a jejich využití při návrhu opatření ke snížení NVH.

Studijní opory

NORTON, M. P. a D. G. KARCZUB. Fundamentals of Noise and Vibration Analysis for Engineers. 2nd ed. Cambridge University Press, 2003. ISBN 978-0-521-49561-5.

SMETANA, C. a kol. Hluk a vibrace: měření a hodnocení. Praha: Sdělovací technika, 1998.

NOVÝ, R. a M. KUČERA. Snižování hluku a vibrací. Praha: ČVUT, 2009.

SHENG, G. Vehicle Noise, Vibration, and Sound Quality. Warrendale: SAE International, 2012. ISBN 978-0-7680-7513-7.

Použití předmětu ve studijních plánech

Program MPA-AEE: Automotive Electronics and Electromobility, magisterský navazující, povinně volitelný

Program N-AAE-P: Pokročilé automobilové inženýrství, magisterský navazující, povinně volitelný

Program N-ENG-A: Mechanical Engineering, magisterský navazující, povinně volitelný

Program N-ADI-P: Automobilní a dopravní inženýrství, magisterský navazující, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Osnova


  1.  Základní pojmy a veličiny ve vibroakustice

  2. Frekvenční analýza vibroakustických signálů a hladiny zvukových veličin

  3. Kmitání diskrétních mechanických soustav

  4. Kmitání diskrétních soustav a rotordynamika

  5. Modální analýza pomocí MKP

  6. Harmonická analýza odezvy pomocí MKP

  7. Základy šíření zvuku v akustickém prostředí

  8. Generování zvuku a MKP analýza akustických polí

  9. Vibrace a hluk pryžových komponent a ložisek

  10. Vibrace a hluk turbodmychadel

  11. Vibrace a hluk spalovacích motorů

  12. Vibrace a hluk elektromotorů a hnacích traktů

  13. Vibrace a hluk vozidel za provozních podmínek

Cvičení s počítačovou podporou

26 hod., povinná

Osnova


  1. Představení metod a nástrojů pro analýzu vibrací a hluku

  2. Zpracování vibroakustických signálů získaných měřením motorových vozidel

  3. Analýza vibrací motorových vozidel pomocí analytických metod

  4. Analýza vibrací rotoru turbodmychadla pomocí analytických metod

  5. Představení komerčních nástrojů MKP pro řešení dynamických úloh

  6. Aplikace MKP pro modální strukturální analýzy komponent vozidel

  7. Aplikace MKP pro modální strukturální analýzy komponent pohonných jednotek

  8. Tvorba redukovaných pružných těles pro dynamické úlohy

  9. Aplikace MKP pro harmonické strukturální analýzy komponent pohonných jednotek

  10. Aplikace MKP pro harmonické strukturální analýzy komponent vozidel

  11. Aplikace MKP pro modální akustickou analýzu kavity kabiny traktoru

  12. Aplikace MKP pro harmonickou akustickou analýzu kavity vstupního potrubí

  13. Analýza vibrací a hluku vozidla s využitím MKP a analytických metod