345-0503/02 – Theory of Metal Forming (TTv)
Gurantor department | Department of Mechanical Technology | Credits | 6 |
Subject guarantor | prof. Ing. Radek Čada, CSc. | Subject version guarantor | prof. Ing. Jiří Petruželka, CSc. |
Study level | undergraduate or graduate | Requirement | Compulsory |
Year | 1 | Semester | summer |
| | Study language | Czech |
Year of introduction | 1999/2000 | Year of cancellation | 2007/2008 |
Intended for the faculties | FS | Intended for study types | Follow-up Master |
Subject aims expressed by acquired skills and competences
Students will be able to:
• clarify the physical principles of plasticity,
• explain and interpret the basic concepts of plasticity,
• explain the relationship of stress – plastic deformation.
They will get:
• an overview of classical plasticity theories,
• information on material behavior under uniaxial load.
They will be able to:
• apply plasticity conditions,
• apply plasticity theories to computational methods in forming.
Teaching methods
Lectures
Tutorials
Summary
The subject where first a brief summary of the physical fundamentals of plastic deformation, i.e. physical principles of plasticity, stress – plastic deformation, behavior of material under uniaxial load and then are explained by basic plasticity concepts, classical plasticity theory and ways of using plasticity conditions.
At the lectures students are acquainted with the basic concepts necessary to formulate and solve the forming problems and with the basic methods how to solve such problems. In the exercises, the behavior of the material during plastic deformation is numerically modeled and basic forming operations are solved by the discussed methods of analysis. At the end of the course students should be able to apply the theory of plasticity to computational methods in forming.
Compulsory literature:
Recommended literature:
[1] CHEN, Wai-Fah a SALEEB, Atef F. Constitutive Equations for Engineering Materials: Vol. 1: Elasticity and Modeling. 2nd rev. ed. Amsterdam: Elsevier, 1994.
ISBN 0-444-88408-4. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 250148, čárový kód: 3174027895, lokace: sklad knih.
[2] CHEN, Wai-Fah. MCCARRON, W. O. and YAMAGUCHI, E. Constitutive Equations for Engineering Materials: Vol. 2: Plasticity and Modeling. Amsterdam: Elsevier, 1994.
ISBN 0-444-88408-4. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 250148, čárový kód: 3174027896, lokace: sklad knih.
[3] HOSFORD, W. F. Mechanical Behavior of Materials. 1. ed. United States of America, New York: Cambridge University Press, 2005. 425 s.
ISBN 0-521-84670-6. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 263130, čárový kód: 3174138479, lokace: 345/Katedra mechanické technologie – deponát (nelze rezervovat).
[4] SEMIATIN, S. L. (volume editor) ASM Handbook: Volume 14A: Metalworking: Bulk Forming. United States of America, Materials Park: ASM International, 2005. 888 s.
ISBN 0-87170-708-X. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 263020, čárový kód: 3174138355, lokace: ÚK/FBI.
[5] HOSFORD, W. F. Materials for Engineers. 1. ed. United States of America, New York: Cambridge University Press, 2008. 278 s.
ISBN 978-0-521-89997-0. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 271672, čárový kód: 3174204768, lokace: 9330/Centrum pokročilých inovačních technologií – deponát (nelze vypůjčit).
[6] HOSFORD, W. F. Physical Metallurgy. 2nd ed. United States of America, Boca Raton: CRC Press, 2010. 423 s.
ISBN 978-1-4398-1360-7. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 277881, čárový kód: 3174224669, lokace: volný výběr.
[7] HOULDCROFT, P and JOHN, R. Welding and Cutting: A Guide to Fusion Welding and Associated Cutting Processes. Velká Británie, Cambridge: Woodhead Publishing, 2001. 232 s.
ISBN 1-85573-578-4. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 269510, čárový kód: 3174191604, lokace: volný výběr.
[8] LUNDH, H. Sheet Steel Forming Handbook: Size Shearing and Plastic Forming. 1st ed. Swedwn, Borlänge: SSAB Tunnplat AB, 1998, 1 sv. (různé stránkování). Signatura v ÚK VŠB-TUO: 255906, čárový kód: 3174084553, lokace: volný výběr.
[9] IŽDINSKÁ, Z. Metal Casting. 1. vyd. Slovenská republika, Bratislava: Slovenská technická univerzita, 2007. 112 s.
ISBN 978-80-227-2660-3. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 266900, čárový kód: 3174180262 a 3174180263, lokace: volný výběr.
[10] IRWING, W. Continuous Casting of Steel. Velká Británie, London: Institute of Materials, 1993. 207 s.
ISBN 0-901716-53-7. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 245498, čárový kód: 3174000204, lokace: sklad knih.
[11] NAUJOKS, W. and FABEL, D. C. Forging Handbook. United States of America, Cleveland: American Society for Metals, 1939, 630 s., [1] složená příloha. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 74755, čárový kód: 3174065938 a 3174066755, lokace: sklad knih.
[12] ARSENAULT, R. Plastic Deformation of Materials. United States of America, New York: Academic Press, 1975. 504 s.
ISBN 0-12-341806-2. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 133003, čárový kód: 3174057940, lokace: sklad knih.
[13] HEARN, E. Mechanics of Materials: An Introduction to the Mechanics of Elastic and Plastic Deformation of Solids and Structural Components. 2nd ed. Oxford: Pergamon Press, 1985. 913 s.
ISBN 0-08-030529-6. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 205280, čárový kód: 3174045739, lokace: sklad knih.
[14] SEMIATIN, S. L. (volume editor) ASM Handbook: Volume 14: Forming and Forging. United States of America, Materials Park: ASM International, 1988. 978 s.
ISBN 0-87170-020-4. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 251662, čárový kód: 3174043555, lokace: volný výběr (nelze objednat).
[15] GUY, A. G., BEVER, M., HENCH, L. L. and PETERLIN, A. Introduction to Materials Science. United States of America, New York: McGraw-Hill, 1971, 604 s. ISBN 07-025310-2. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 115028, čárový kód: 3174199721, lokace: sklad knih.
[16] DIETER, G. E. (volume editor) ASM Handbook: Volume 20: Materials Selection and Design: Handbook of Workability and Process Design. United States of America, Materials Park: ASM International, 1997. ISBN 0-87170-386-6.
[17] WAGONER, R. H. and CHENOT, Jean-Loup Fundamentals of Metal Forming. United States of America, New York: Wiley, 1997. 389 s.
ISBN 0-471-57004-4. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 261827, čárový kód: 3174251522, lokace: volný výběr.
[18] ALTAN, Taylan, OH, Soo Ik and GEGEL, Harold L. Metal Forming: Fundamentals and Applications. United States of America, Metals Park: American Society for Metals, 1983. 353 s.
ISBN 0-87170-167-7. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 211184, čárový kód: 3174057937, lokace: sklad knih.
[19] SHAW, Milton Clayton. Metal Cutting Principles. 2nd ed. United States of America, New York: Oxford University Press, 2005. 651 s.
ISBN 0-19-514206-3. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 269609, čárový kód: 3174191812, lokace: volný výběr.
[20] ELENEV, S. A. Pressworking. 1. ed. Moskva: Mir, 1983. 232 s. (bez ISBN). Signatura v ÚK VŠB-TUO: 195204, čárový kód: 3174193094, lokace: sklad knih.
[21] Modern Metal Cutting: A Practical Handbook. 1st English ed. Sandviken: Sandvik Coromant, 1994, 1 sv. (různé stránkování).
ISBN 91-972299-0-3. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 245228, čárový kód: 3174064041, lokace: sklad knih.
[22] Techniques of Pressworking Sheet-metal: An Engineering Approach to Die Design. 1974.
ISBN 0-13900696-6. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 113199, čárový kód: 3174240456, lokace: sklad knih.
[23] Metal Forming: The Application of Limit Analysis. 1980.
ISBN 0-8247-6847-7. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 167954, čárový kód: 3174242091, lokace: sklad knih.
Way of continuous check of knowledge in the course of semester
E-learning
Other requirements
Prerequisities
Subject has no prerequisities.
Co-requisities
Subject has no co-requisities.
Subject syllabus:
Konzultace
1. 6 hod Fyzikální základy plastické deformace. Napětí, deformace. Intensity
napětí a deformace. Přetvárný odpor. Podmínky plasticity SV a HMH. Podmínky
plasticity pro materiály závislé na hydrostatickém tlaku. Podmínky plasticity
pro anizotropní materiály. Baushingerův efekt. Modely zpevňování.
2. 6 hod Konvexnost plochy plasticity, Druckerův postulát stability. Relace
deformace-napětí, deformační teorie, přírustkové teorie, teorie
vazkoplastického toku. Práce vnitřích sil, práce vnějších třecích sil.
Extremální principy. Úloha tváření. Metody řešení. Metoda deformační práce.
Tenké řezy. Metoda kluzových čar, výchozí předpoklady a schéma řešení.
3. 4 hod Metoda horní meze- výpočetní systém-výpočetní systém Horní Meze.
Metoda konečných prvků-výpočetní systém Qform2D/3D. Zadání tématu ke
zpracování.
Seznam otázek
Seznam otázek
1 Geometrie krystalů, poruchy mřížky
2 Popis struktury, Roentgenová difrakce, stereografická projekce,
standardní projekce, pólové obrazce. EBSD, Barkhausen
3 Mechanismy plastické deformace
4 Zpevnění monokrystalu a polykrystalu
5 Síly působící na hmotné těleso
6 Definice napěťového stavu, tensor napětí, invarianty tensoru napětí,
transformace napětí
7 Cauchyho tensor napětí, hlavní napětí, oktaedrické napětí, deviátor
napětí
8 Dvojosý stav napjatosti, Mohrova kružnice
9 Statická soustava, rovnice rovnováhy a okrajové podmínky statické
10 1. a 2.. Piola Kirchofův tensor napjatosti
11 Popis plastického toku materiálu, přemístění, deformace, rychlost
toku, rychlost deformací, definice deformace, míry lineární deformace
12 Deformační stav
13 Tensor deformace
14 Cauchyho pojetí deformace
15 Vztah deformace a posunutí
16 Lagrangeův, Eulerův a infinitesimální tensor deformace
17 Podmínky kompatibility
18 Fyzikální interpretace deformace
19 Soustava kompatibility, geometrické rovnice, okrajové podmínky
geometrické, okrajové podmínky speciální, modely tření
20 Závislost napětí deformace při jednoosém zatížení
21 Model celkové napětí-celková deformace
22 Přírůstkový model, kriteria zatěžování
23 Přírůstkový model, zákon tečení
24 Přírůstkový model, zákon zpevnění
25 Přírůstkový model, parametr zpevnění
26 Přírůstkový model, podmínka tuhosti
27 Přírůstkový model, relace napětí deformace
28 Druckerův postuláty stability
29 Podmínky plasticity, předpoklady, podmínka SV a HMH
30 Podmínky plasticity pro materiály závislé na hydrostatickém napětí
31 Podmínky plasticity pro anizotropní materiály
32 Okamžité podmínky plasticity, modely zpevňování, Baushingerův efekt
33 Konvexita, normalita, Druckerův postulát stability, aplikace při
stanovení podmínek plasticity
34 Intensita napětí a deformace
35 Energie napjatosti
36 3 D plasticita, kriteria zatěžování
37 3 D plasticita, zákon tečení
38 3 D plasticita, zákony zpevnění
39 Relace deformace ~ napětí, deformační teorie, teorie vazkoplastického
toku
40 Relace deformace ~ napětí, přírůstková teorie
41 Přetvárný odpor, idealizace, zkoušky
42 Práce vnitřních sil, doplňková práce, práce vnějších třecích sil
43 Extremální principy
44 Formulace úlohy tváření, postupy řešení úlohy tváření
45 Metoda tenkých řezů, výchozí předpoklady, zjednodušení schéma postupu
46 Metoda deformační práce, odvození pro tažení a dopředné protlačování
47 Variační metody v tváření, východiska řešení, schéma řešení
48 Metoda horní meze, koncepce řešení
49 Metoda kluzových čar, východiska řešení
50 Metoda konečných prvků, princip metody
Conditions for subject completion
Occurrence in study plans
Occurrence in special blocks
Assessment of instruction
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.