345-0032/02 – Ductility of Metals and Unconventional Forming Processes (TMNM)

Gurantor departmentDepartment of Mechanical TechnologyCredits4
Subject guarantorFiktivní UživatelSubject version guarantorprof. Ing. Jiří Petruželka, CSc.
Study levelundergraduate or graduateRequirementChoice-compulsory
Year4Semesterwinter
Study languageCzech
Year of introduction1995/1996Year of cancellation2005/2006
Intended for the facultiesFSIntended for study typesMaster
Instruction secured by
LoginNameTuitorTeacher giving lectures
C1A20 prof. Ing. Radek Čada, CSc.
PET75 prof. Ing. Jiří Petruželka, CSc.
RUS80 prof. Ing. Stanislav Rusz, CSc.
Extent of instruction for forms of study
Form of studyWay of compl.Extent
Full-time Graded credit 3+2
Combined Graded credit 10+2

Subject aims expressed by acquired skills and competences

.

Teaching methods

Summary

Essential knowledge about metal forming processes will be extended during this course. Hot and warm ductility - the most important material property for metalworking of metals - during bulk and sheet metal forming will be defined. Techniques for testing of cold and hot workability in bulk and sheet forming processes will be introduced. Up-to-date and extraordinary metal forming methods like HERF metal forming, Ultrasonics metal forming, superplasticity forming will be introduced.

Compulsory literature:

1. AVITZUR, B.: Handbook of Metalforming processes, 1983, Wiley Interscience, New York. 2. DIETER, G.E.: Mechanical Metellurgy, McGraw Hill Book Company, New York. 3. MIELNIK, E.M.: Metalworking Science and Engineering, 1991, McGraw Hill Book Company. 4. ASM HANDBOOK, vol. 14 Forming and Forging, 1988, ASM International. 5. DIETER, G.E. KUHN, H. A. SEMIATIN, S.L. Handbook of Workability and Process Design, ASM Int. 2003

Recommended literature:

Way of continuous check of knowledge in the course of semester

E-learning

Další požadavky na studenta

Prerequisities

Subject has no prerequisities.

Co-requisities

Subject has no co-requisities.

Subject syllabus:

Seznam přednášek 1 Tvařitelnost - definice, kriteria, proměnné 2 Tvařitelnost při plošném tváření 3 Plastická nestabilita. Limitní diagramy - teoretická východiska 4 Limitní diagramy - experiment 5 Technologická tvařitelnost při plošném tváření 6 Objemové tváření za studena - zkoušky tvařitelnosti 7 Tvařitelnost za tepla 8 Dynamický materiálový model, teoretická východiska. 9 Dynamický materiálový model, experiment a aplikace. 10 Superplasticita, izotermické tváření 11 Drobené a kumulativní deformace 12 Tváření prášků 13 Hydrostatické protlačování . Hydrodynamické mazání 14 Tváření vysokými rychlostmi a energiemi 15 Tváření s ultrazvukem Seznam cvičení 1 Seznámení s programem cvičení, literaturou, bezpečností práce. Zadání programu č. 1 „Tahová zkouška a diagram mezních deformací plechu“. 2 Příprava a proměření plochých zkušebních tyčí, provedení tahových zkoušek se zápisy závislosti síly na prodloužení, změření trhacích tyčí po provedených zkouškách. 3 Vyhodnocení zkoušek jednoosým tahem na počítači. Výpočet mechanických vlastností, součinitelů plošné a plastické anizotropie mechanických vlastností plechu, exponentu deformačního zpevnění, indexu tvářitelnosti. 4 Nakreslení diagramu mezních deformací zkoušeného plechu pro lokální a pro difúzní nestabilní stav. Zadání programu č. 2 „Metoda deformačních sítí a tažení hlubokého válcového výtažku“. 5 Nakreslení výkresu deformační sítě, výpočet potřebné síly přidržovače, součinitele odstupňování tahů, teoretické výšky výtažku. Výroba kruhových přístřihů z plechu a jejich orýsování. 6 Nanesení deformační sítě na kruhové přístřihy ražením s využitím přípravku pro vytváření vtisků s regulací razicí síly. Experimentální tažení hlubokých válcových výtažků z vyrobených přístřihů na zkušebním tažidle. 7 Změření skutečné průměrné výšky jednotlivých válcových výtažků a průměrných výšek cípů. Vyhodnocení deformačních sítí na jednotlivých výtažcích s využitím počítače. 8 Nakreslení průběhů jednotlivých vypočtených hodnot po délce povrchové křivky na jednotlivých válcových výtažcích. Zakreslení zjištěných deformačních stavů do diagramu mezních deformací použitého plechu. 9 3. prog. Objemové zkoušky tvařitelnosti, konvenční tahová zkouška. 10 Vyhodnocení a aproximace tahového diagramu. 1. test-45min 11 4. prog. Speciální tahová zkouška, Cocroft-Lathamovo kriterium tvařitelnosti, metodika a příklad hodnocení 12 Speciální pěchovací zkouška, limitní diagram Kuhn-Lee (KL), metodika experimentu a hodnocení. 13 5. prog. Vliv různého typu maziva na tvařitelnost, hodnocení KL zkouškou 14 6. prog. Pěchovací zkouška za vysokých def. rychlostí, prováděná na vačkovém plastometru, zkouškou.. 15 Vliv rychlosti deformace na tvařitelnost, hodnocení pěchovací. 2. test- 45min Osnova konzultací 1. 5 hod Tvařitelnost - definice, kriteria, proměnné. Tvařitelnost při plošném tváření. Plastická nestabilita. Limitní diagramy - teoretická východiska. Limitní diagramy – experiment. Technologická tvařitelnost při plošném tváření. Tvařitelnost při objemovém tváření za studena. 2. 5 hod Tvařitelnost za tepla. Dynamický materiálový model, teoretická východiska. Dynamický materiálový model, experiment a aplikace. Superplasticita, izotermické tváření. Drobené a kumulativní deformace. Tváření prášků. Hydrostatické protlačování . Hydrodynamické mazání. Tváření vysokými rychlostmi a energiemi. Tváření s ultrazvukem 3. 2 hod Metodika zkoušek tvařitelnosti při plošném tváření. Metodika zkoušek tvařitelnosti při objemovém tváření.Zadání tématu programu. Seznam otázek 1. testu, každému studentovi bude vygenerováno 10 otázek 1 Definice tvařitelnosti 2 Definice technologické tvařitelnosti 3 Jaký je hlavní mechanismus porušení při objemovém tváření 4 Jaký je hlavní mechanismus porušení při plošném tváření 5 Nakreslete schematicky koncepci porušení tvárným lomem 6 Napište dvě kriteria tvařitelnosti 7 Definice přetvárného odporu 8 Přirozený přetvárný odpor, celkový přetvárný odpor 9 Nakreslete závislost přetvárného odporu na deformaci, napište jednu matematickou funkci pro jeho aproximaci 10 Nakreslete schematicky závislost přetvárného odporu na teplotě 11 Jaká je závislost tvařitelnosti na teplotě tavení 12 Jaká je závislost tvařitelnosti na kritickém smykovém napětí, čím je ovlivňováno kritické smykové napětí 13 Jak závisí tvařitelnost uhlíkových ocelí na obsahu C 14 Jak závisí tvařitelnost nerezavejících austenitických ocelí na obsahu Cr 15 Jak závisí tvařitelnost nerezavejících austenitických ocelí na obsahu Ni 16 Jak závisí tvařitelnost uhlíkových ocelí na obsahu velikosti zrna 17 Jak ovlivňují tvařitelnost C ocelí inkluze a sekundární fáze 18 Jak ovlivňují tvařitelnost austenitických nerezavějících ocelí inkluze a sekundární fáze 19 Jak závisí tvařitelnost uhlíkových ocelí způsob vyloučení perlitu 20 Jaké inkluze jsou z hlediska tvařitelnost nejvíce nebezpečné 21 Jaké inkluze jsou z hlediska tvařitelnost nejméně nebezpečné 22 Jaký je mechanismus ovlivnění tvařitelnosti tlakovou napjatostí 23 Nakreslete schématicky závislost tvařitelnosti na stavu napjatosti 24 Jaká kriteria tvařitelnosti lze získat při tahové zkoušce, napište dvě 25 Jaké ukazatele tvařitelnosti lze získat při tahové zkoušce, napište dva 26 Napište Kuhnovo kriterium tvařitelnosti při tlakové zkoušce 27 Jaké ukazatele tvařitelnosti lze získat při tlakové zkoušce, napište jeden 28 Definice tváření za tepla 29 Jaké změkčovací mechanismy snižují přetvárný odpor při tváření za tepla 30 Co rozhoduje o uplatnění jednotlivých změkčovacích mechanismů 31 Popište tváření jako energetický systém 32 Definujte kritérium - účinnost disipace energie 33 Definujte kritérium – parametr metalurgické nestability 34 Popište heslovitě experiment DMM 35 Popište heslovitě aplikaci DMM u stacionárních tvářecích procesů 36 Popište heslovitě aplikaci DMM u nestacionárních tvářecích procesů 37 Jak lze rozdělit ztrátu stability podle rozměrů polotovaru 38 Na čem závisí okamžik ztráty stability (na jakých proměnných) 39 Jak velká je max. homogenní deformace při jednoosé napjatosti 40 Jak velká je max. homogenní deformace při dvojosé napjatosti 41 Jak závisí okamžik vzniku krčku na rozměrové nebo strukturní nehomogenitě, (graf s popisem) 42 Jak závisí okamžik vzniku krčku součiniteli vlivu rychlosti deformace, (graf s popisem) Seznam otázek 2. testu, každému studentovi bude vygenerováno 10 otázek 1 Definice superplasticity 2 Podmínky strukturní superplastické deformace 3 Nejvýznamnější technické superplastické materiály 4 Superplastické výrobní technologie 5 Základní technické problémy provozních superplastických technologií 6 Výhody využití práškových polotovarů 7 Nakreslete schéma hlavních operací práškové metalurgie 8 Uveďte jednu provozní technologii výroby prášků a jednu technologii tváření prášků 9 Technologie HIP, CIP definice schéma 10 Pseudoprocesy 11 Rozdělení metod tváření vysokými parametry 12 Princip pneumatiko mechanických HERF bucharů 13 Rozdělení technologií tváření výbuchem, nakreslit schéma jedné technologie 14 Rozdělení technologií elektrohydraulického tváření, nakreslit schéma jedné technologie 15 Rozdělení technologií elektromagnetického tváření, nakreslit schéma jedné technologie 16 Teoretický princip hydrostatického tváření 17 Nakreslete závislost skutečného napětí na deformaci a hydrostatickém tlaku 18 Nakreslete schéma hydrostatického tváření 19 Výhody hydrostatického tváření 20 Hlavní technické problémy hydrostatického tváření 21 Napište rovnici pro smykové napětí pro model hydrodynamického tření 22 Napište symbolicky vztah pro velikost tlaku v tlakové mezeře 23 Nakreslete schématicky systém tlakového mazání při hlubokém tažení se ztenčením stěny 24 Nakreslete schématicky tažný nástroj pro hydrodynamické tažení drátu 25 Nakreslete schématicky hydrodynamický tažený trn pro tažení trubek 26 Z čeho sestávají ultrazvuková zařízení pro aplikace v tváření 27 Jak ovlivňuje ultrazvuk tvářecí proces a na čem závisí velikost tohoto účinku 28 Jak je vysvětlován mechanismus vlivu ultrazvuku při tváření 29 Jakých systémů se používá při tažení trubek, nakreslete jeden schématicky 30 Jakých systémů se používá při hlubokém tažení, nakreslete jeden schématicky

Conditions for subject completion

Full-time form (validity from: 1960/1961 Summer semester)
Task nameType of taskMax. number of points
(act. for subtasks)
Min. number of points
Graded exercises evaluation Graded credit 100 (100) 0
        Project Project 40  0
        Written exam Written test 60  0
Mandatory attendence parzicipation:

Show history

Occurrence in study plans

Academic yearProgrammeField of studySpec.FormStudy language Tut. centreYearWSType of duty
2004/2005 (M2301) Mechanical Engineering (2303T002) Mechanical Technology K Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2004/2005 (M2301) Mechanical Engineering (2303T002) Mechanical Technology P Czech Ostrava 4 Choice-compulsory study plan
2003/2004 (M2301) Mechanical Engineering (2303T002) Mechanical Technology K Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2003/2004 (M2301) Mechanical Engineering (2303T002) Mechanical Technology P Czech Ostrava 4 Choice-compulsory study plan
2002/2003 (M2301) Mechanical Engineering (2303T002) Mechanical Technology K Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2002/2003 (M2301) Mechanical Engineering (2303T002) Mechanical Technology P Czech Ostrava 4 Choice-compulsory study plan
2001/2002 (M2301) Mechanical Engineering (2303T002) Mechanical Technology K Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2001/2002 (M2301) Mechanical Engineering (2303T002) Mechanical Technology P Czech Ostrava 4 Choice-compulsory study plan
2000/2001 (M2301) Mechanical Engineering (2303T002) Mechanical Technology K Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2000/2001 (M2301) Mechanical Engineering (2303T002) Mechanical Technology P Czech Ostrava 4 Choice-compulsory study plan

Occurrence in special blocks

Block nameAcademic yearForm of studyStudy language YearWSType of blockBlock owner