ÚSTAV KONSTRUOVÁNÍ Získejte znalosti, které určují směr VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ 2006
ÚSTAV KONSTRUOVÁNÍ - ÚK Cíle ústavu Dlouhodobým globálním cílem Ústavu konstruování je zajišťování vysoce kvalitního vzdělávání, výzkumu a služeb pro průmyslový sektor v oblasti konstruování strojů a jejich částí. Důraz je přitom kladen na využití nejnovějších poznatků základních a aplikovaných věd a na integraci počítačových, informačních a komunikačních technologií do konstrukčního procesu. Ve spolupráci s významnými organizacemi zaměstnavatelů a odbornými pracovišti ústav neustále usiluje o zlepšení kvalitativního vývoje studijních programů tak, aby nejenom lépe odrážely současný stav vědy, techniky a technologií, ale také aktuální potřeby trhu práce a průmyslové praxe. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 34
ÚSTAV KONSTRUOVÁNÍ - ÚK Základní informace FSI VUT v Brně Ústav konstruování Technická 2896/2 616 69 Brno Česká republika http://uk.fme.vutbr.cz/ e-mail: uk@fme.vutbr.cz tel.: +420 5 4114 3230 fax: +420 5 4114 3231 1 2 3 4 5 6 7 8 9 34
ÚSTAV KONSTRUOVÁNÍ - ÚK Historie Prof. Ing. Leopold Grimm, ředitel Ústavu stavby strojů 1901 1933 Konstruktér vodních strojů a čerpadel firmy Voith v Heidenheimu Konstruktér parních turbín a parních strojů firmy Brown-Boveri v Curychu Šéfkonstruktér v Adamovských strojírnách v Adamově Spoluzakladatel nauky o konstruování Prof. Ing. Jan Kieswetter, ředitel v letech 1933 1949 Konstruktér v oddělení parních turbín v První českomoravské továrně na stroje v Praze Ředitel oddělení parních turbín Škodových závodů v Plzni 65 patentů z různých oblastí strojírenství, zejména z oblasti parního proudění a přeměny energie 1 2 3 4 5 6 7 8 9 34
ÚSTAV KONSTRUOVÁNÍ - ÚK Současnost - Organizační rozdělení ústavu Ředitel ústavu Doc. Ing. Martin Hartl, Ph.D. Zástupce ředitele pro tvůrčí činnost -tajemník Zástupce ředitele pro pedagogiku Doc. Ing. Pavel Mazal, CSc. Ing. Jan Brandejs, CSc. Odbor metodiky konstruování Ing. Jan Brandejs, CSc. Odbor konstruování strojů Ing. Martin Vrbka, Ph.D. Odbor průmyslového designu Doc. Ing. arch. Jan Rajlich 1 2 3 4 5 6 7 8 9 34
VÝUKOVÁ ČINNOST Zajištění výuky Bakalářské studijní programy, I. stupeň Strojírenství, tříletý, profesní a obecný typ studia Průmyslový design ve strojírenství, tříletý Aplikované vědy v inženýrství, tříletý Navazující magisterské studijní programy, II. Stupeň Obor Aplikovaná mechanika specializace Počítačová podpora konstruování Obor Konstrukční inženýrství Obor Průmyslový design ve strojírenství Doktorský studijní program Obor Konstrukční a procesní inženýrství Obor Fyzikální a materiálové inženýrství 1 2 3 4 5 6 7 8 9 34
VÝUKOVÁ ČINNOST Výběr předmětů z bakalářského studia Základy konstruování Konstruování Předměty jsou zaměřeny na tvorbu konstrukční dokumentace, kótování, přesnost rozměrů, strukturu povrchu, geometrickou přesnost, funkci a zaměnitelnost, volbu materiálu, polotovarů a normalizovaných funkčních a technologických prvků. Konstruování a CAD Základy metodiky konstruování v aplikaci na montážní jednotku. Vše s podporou CAD aplikací, textových a tabulkových editorů. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 34
VÝUKOVÁ ČINNOST Výběr předmětů z bakalářského studia Konstruování strojů strojní součásti Konstruování strojů převody Konstruování strojů mechanismy Předměty jsou zaměřeny na analytické pevnostní výpočty staticky a dynamicky namáhaných strojních součástí a spojů a na tribologii. Výpočet šroubových, svarových, lepených a nýtových spojů, hřídelů, valivých a kluzných ložisek, pružin, spojek a setrvačníků. Mitsuoka Kitkar praktická výuka Studenti se zúčastní řady měření, jako například testů olejů, zjišťování dynamiky vozidla, měření hlukové emise atd. Absolvent kurzu získá teoretické znalosti a praktické zkušenosti s experimentální prací s důrazem na využití počítače při měření i zpracování experimentu. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 34
VÝUKOVÁ ČINNOST Výběr předmětů z navazujícího magisterského studia CAD I a II Předmět seznamuje posluchače se základy počítačové grafiky a počítačové podpory konstruování. Prakticky se výuka orientuje na produkty Autodesk Inventor, ProEngineer a CATIA. Znalost CAD produktů je nutná pro uplatnění v praxi a kvalitní zpracování diplomové práce. Předmět Průmyslový design Kurz je zaměřen na 3D modelování pomocí křivek a obecných ploch. Studenti se seznámí s designérskými postupy a nástroji. Prakticky jsou seznámeni s programem Rhinoceros. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 34
VÝUKOVÁ ČINNOST Výběr předmětů z navazujícího magisterského studia MKP a ANSYS Cílem kurzu je seznámit studenty se základními principy metody konečných prvků a s její praktickou aplikací při modelování různých problémů mechaniky kontinua. Výuka je konkrétně zaměřena na použití programového systému ANSYS. Rapid Prototyping a reverzní inženýrství V kurzu se studenti seznámí se základními principy metod Rapid Prototyping a Reverse Engineering. Ve cvičeních je vytvářen z digitálních dat 3D model metodou FDM Rapid Prototyping. Takto vytvořený díl je digitalizován vybraným optickým měřicím systémem. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 34
VÝUKOVÁ ČINNOST Výběr předmětů z navazujícího magisterského studia Diagnostické systémy Předmět seznamuje studenty s technickou diagnostikou v konstrukci a provozu strojů. Důraz je kladen na tribodiagnostiku a vibroakustickou diagnostiku, zpracování signálu a programové vybavení profesionálních diagnostických systémů. Mikro a nanotechnika Náplní předmětu je problematika návrhu, konstrukce a provozu mikro a nanostrojů. Výuka zahrnuje ukázku současných řešení a vazbu mezi základním výzkumem a průmyslovými aplikacemi. 10 11 12 13 14 15 16 17 18 34
VÝUKOVÁ ČINNOST Výběr předmětů z oboru Průmyslový design Ateliér - průmyslový design I - IV V předmětu Atelier průmyslový design si studenti osvojují schopnost užít tvůrčí invenci při respektování technických, provozních a technologických požadavků kladených na průmyslový výrobek. Vlastní designérský návrh je dokumentován kresbami, výkresovou dokumentací a modelem. Ateliér - grafický design Od praktických cvičení zaměřených na písmo, text, obraz, barvu a kompozici designérského návrhu přecházejí studenti ke konkrétním aplikacím v typografických a grafických návrzích. Zabývají se např. podnikovým vizuálním stylem - služební, orientační a provozní grafikou. 10 11 12 13 14 15 16 17 18 34
VÝUKOVÁ ČINNOST Výběr předmětů z oboru Průmyslový design Kresba - Modelování Výuka kresby je orientována klasicky od geometrických těles, objektů různých charakterů, až k hlavě a figuře, pomocí základních technik dle modelu. Součástí výuky je týdenní kurz kresby v plenéru. Modelování je zaměřeno na tradiční discipliny, reliéf a hlavu. Ergonomie V tomto předmětu se studenti seznamují se všemi aspekty systému člověk stroj prostředí, včetně základních parametrů potřebných pro navrhování průmyslových výrobků a pracovního prostředí. Dosažené poznatky si ověřují na praktických úkolech z oblasti ergonomie v průmyslovém designu. 10 11 12 13 14 15 16 17 18 34
STUDIJNÍ OBOR KONSTRUKČNÍ INŽENÝRSTVÍ Základní informace Obor Konstrukční inženýrství svou náplní vychází především ze životního cyklu výrobku. Nabízí základní teoretické metody a aplikační principy pro zdárné řešení strojírenských problémů a úloh v praxi. Hlavní studijní okruhy Počítačová podpora konstruování a inženýrských výpočtů (CAD/CAE) Měření a diagnostika (měření a zpracování signálu a digitálních dat) Využití digitálních dat (Rapid Prototyping a Reverse Engineering, technologie) Teoretický základ studia (materiály, tribologie, optika, nanotechnologie) 10 11 12 13 14 15 16 17 18 34
STUDIJNÍ OBOR KONSTRUKČNÍ INŽENÝRSTVÍ Výběr předmětů z oboru CAD: Autodesk Inventor, SolidWorks, CATIA, ProEngineer Design: Rhinoceros MKP: Ansys, Ansys Workbanch, nadstavbové moduly v CAD systémech Diagnostické systémy: LabView, Mathcad Mikro a nanotechnika Rapid Prototyping a Reverse Engineering Technicko-právní problematika Studenti se podílejí na vědeckovýzkumné činnosti ústavu Exkurze do oborově zaměřených firem 10 11 12 13 14 15 16 17 18 34
STUDIJNÍ OBOR KONSTRUKČNÍ INŽENÝRSTVÍ Ukázky z diplomových prací Normalie Czech, Automotive Lighting Řezací stůl na sklo 10 11 12 13 Návrh světlometu 14 15 16 17 18 34
STUDIJNÍ OBOR KONSTRUKČNÍ INŽENÝRSTVÍ Ukázky z diplomových prací Pharmix, LAC Hrušovany Bubnový homogenizátor 10 11 12 13 14 Vakuové pece s plynotěsnou retortou 15 16 17 18 34
STUDIJNÍ OBOR PRŮMYSLOVÝ DESIGN Základní informace Cílem oboru Průmyslový design je výchova designérů schopných překlenout narůstající propast mezi technikou a člověkem a přispívat tak k humanizaci techniky. Tvorba designérské dokumentace vývojová, technická a designérská analýza tématu variantní studie designu konečné tvarové (kompoziční) řešení ergonomické řešení barevné a grafické řešení provozně-technologické řešení vypracování modelu v měřítku 10 11 12 13 14 15 16 17 18 34
STUDIJNÍ OBOR PRŮMYSLOVÝ DESIGN Skladba výuky oboru Průmyslový design Stěžejní předměty Základy designu Kresba a Modelování CAD - průmyslový design Ergonomie Ateliér - průmyslový design Ateliér - grafický design Ateliér - experimentální design Dějiny umění a designu Zaměření studentských projektů Výrobní prostředky a nástroje, ekologická zařízení, dopravní prostředky, spotřební zboží, optika, zdravotnická technika, audiovizuální a informační technika, pomůcky pro handicapované, environmentální design a vizuální komunikace, design v architektuře 10 11 12 13 14 15 16 17 18 34
STUDIJNÍ OBOR PRŮMYSLOVÝ DESIGN Ukázky diplomových prací Dopravní technika Traktor budoucnosti 19 20 21 22 Lehký terénní nákladní automobil 23 24 25 26 27 34
STUDIJNÍ OBOR PRŮMYSLOVÝ DESIGN Ukázky diplomových prací Zdravotnická technika Ruční invalidní vozík 19 20 21 22 Porodní křeslo 23 24 25 26 27 34
DOKTORSKÉ STUDIUM Základní informace Ústav konstruování se v současné době podílí na zajištění doktorských studijních programů v oborech Konstrukční a procesní inženýrství počet studentů 27, z toho 9 ve specializaci Průmyslový design Fyzikální a materiálové inženýrství počet studentů 1 19 20 21 22 23 24 25 26 27 34
DOKTORSKÉ STUDIUM Konstrukční a procesní inženýrství Výběr z aktuálně řešených témat doktorského studia Studium přechodových jevů v mazacích filmech vysokorychlostní barevnou kamerou Včasná identifikace únavového poškození (pittingu) ložisek při zkouškách trvanlivosti Snižování hlukové emise moderní automobilové převodovky Tlumič odpružení jako prvek ovlivňující jízdní vlastnosti vozidel Metody virtuální reality v konstrukční praxi 19 20 21 22 23 24 25 26 27 34
DOKTORSKÉ STUDIUM Průmyslový design Výběr z aktuálně řešených témat doktorského studia Vazby průmyslového designu a architektury v urbanistickém prostoru Vliv technologie a konstrukce na designérské vize v dopravní technice Design ve vztahu k pomůckám a zařízením pro tělesně postižené Posuzování strojírenských výrobků z hlediska průmyslového designu Vzájemné vazby designu a konstrukce u stavebních a zemních strojů Čitelnost v průmyslovém designu Provozní grafika sdělovače a ovladače 19 20 21 22 23 24 25 26 27 34
VĚDECKÁ, TVŮRČÍ A UMĚLECKÁ ČINNOST Základní informace Výzkumné a odborné skupiny Tribologie Technická diagnostika Únavové vlastnosti materiálů Konstrukce a virtuální navrhování Průmyslový design 19 20 21 22 23 24 25 26 27 34
VĚDECKÁ, TVŮRČÍ A UMĚLECKÁ ČINNOST Tribologie Základní i aplikovaný výzkum mazaných kontaktů strojních částí provozovaných za podmínek elastohydrodynamického, smíšeného a mezního mazání. Základní výzkum Vliv topografie třecích povrchů na funkci mazacích filmů Chování mazaných kontaktů za nestacionárních provozních podmínek Utváření velmi tenkých mazacích filmů za vysokých kontaktních tlaků Základní vybavení laboratoří Tribometr pro studium chování velmi tenkých mazacích filmů 3D optický profilometr Přístroje pro diagnostiku maziv 19 20 21 22 23 24 25 26 27 34
VĚDECKÁ, TVŮRČÍ A UMĚLECKÁ ČINNOST Technická diagnostika Zkoušky agregátů Speciální zaměření na zkoušky převodových mechanismů automobilů Diagnostika automobilových podvozků Důraz je kladen na moderní bezdemontážní testování celého pružicího a tlumicího systému přímo na vozidle Měření hluku a vibrací Užší specializace je orientována na měření automobilových převodových agregátů významná je především spolupráce s automobilkou Škoda Auto a.s. při snižování hlukové emise převodovek osobních automobilů 19 20 21 22 23 24 25 26 27 34
VĚDECKÁ, TVŮRČÍ A UMĚLECKÁ ČINNOST Technická diagnostika Základní vybavení laboratoří 19 20 21 22 23 Datalogger Mbox Tribotester pro zjišťování mezních stavů olejů Měřicí ústředna Dewetron DEWE 2010 Generátor funkcí Hewlett Packard HP 33120A Automobilové tenzometrické váhy Tanner Vibrační jednotka TriTec 24 25 26 27 34
VĚDECKÁ, TVŮRČÍ A UMĚLECKÁ ČINNOST Únavové vlastnosti materiálů a konstrukcí Únavové vlastnosti Výzkum charakteristik kovových materiálů v oblasti vysokocyklové únavy na elektrorezonančních zatěžovacích strojích Kontaktní únava Sledování rozvoje kontaktního poškození kovových a keramických materiálů na axiálních a radiálních zkušebních strojích, zjišťování životnosti ložisek apod. Akustická emise Aplikace moderní metody nedestruktivního zkoušení v řadě oblastí mechanického zatěžování kovových a keramických materiálů, příp. základních strojních dílců a mechanismů Základní vybavení laboratoří Rezonanční pulzátory RUMUL Cracktronic 160 a 70 Zkušební stanice Axmat a R-mat Analyzátory akustické emise Dakel Xedo 28 29 30 31 32 33 34
VĚDECKÁ, TVŮRČÍ A UMĚLECKÁ ČINNOST Konstrukce a virtuální navrhování Virtuální navrhování a CAD Virtual prototyping Inženýrské výpočty, MKP Simulace chování budoucího výrobku 3D skenování kontaktním skenerem Realizace projektů a spolupráce s průmyslem Praktická realizace průmyslových zakázek Návrhářská a konstrukční činnost Řešení provozních problémů Výzkum alternativních ekologických zdrojů energie Konstrukce a vývoj větrných elektráren (Savoniův rotor) Výzkum v oblasti alternativních zdrojů energie Realizace větrné elektrárny na principu Halladayovy turbíny 28 29 30 31 32 33 34
VĚDECKÁ, TVŮRČÍ A UMĚLECKÁ ČINNOST Průmyslový design Na Odboru průmyslového designu jsou řešeny úkoly spadající do oblasti průmyslového a produktového designu, designu vizuálních komunikací a 3D vizualizací Softwarové vizualizační nástroje 3D vizualizační programy Rhinoceros 3D 3D Studio Max Cinema4D Grafické editory Macromedia Flash MX Corel Draw 11 Adobe Illustrator, Adobe Photoshop, Adobe InDesign 28 29 30 31 32 33 34
ŘEŠENÉ PROJEKTY Příklady spolupráce Průmyslový design LG Philips Eidhoven - TV přístroje Microset Brno - Vizualizace elektronické kliky ČAS Znojmo - Elektrobus Centropen Dačice - popisovače TOS Hulín - obráběcí stroje Konstrukce strojů a zařízení LAC Hrušovany pece a sušárny ČAS Znojno větrná elektrárna Hydrotech Bratislava zařízení čistíren odpadních vod Aplikovaný výzkum Škoda Auto snižování hluku převodovek TOS Znojmo analýza ozubení TIMKEN mazání třecích povrchů s defekty EATON velmi tenké mazací filmy 28 29 30 31 32 33 34
ŠKOLÍCÍ A LEKTORSKÁ ČINNOST Základní informace Zaměstnanci Ústavu konstruování se podílí na školení produktů firmy Autodesk v autorizovaném školícím středisku na půdě Ústavu konstruování (www.c-agency.cz) Jsou pořádány semináře a školení pro pracovníky v průmyslu a učitele na všech stupních odborných a vysokých škol z oblasti konstrukční dokumentace. Ústav konstruování spolupracuje s Centrem vzdělávání a poradenství VUT v Brně (CVP) 28 29 30 31 32 33 34
DALŠÍ AKTIVITY Exkurze, výstavy a prezentace 28 29 30 31 32 33 34
ÚSTAV KONSTRUOVÁNÍ - ÚK Těšíme se na spolupráci Děkujeme za pozornost http://uk.fme.vutbr.cz email: uk@fme.vutbr.cz 28 29 30 31 32 33 34