345-0507/05 – Tvařitelnost kovů a nekonvenční metody tváření (TaNMT)

Garantující katedraKatedra mechanické technologieKredity4
Garant předmětuIng. Ondřej Hilšer, Ph.D.Garant verze předmětuprof. Ing. Jiří Hrubý, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduální
Jazyk výukyangličtina
Rok zavedení2016/2017Rok zrušení2016/2017
Určeno pro fakultyFSUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
C1A20 prof. Ing. Radek Čada, CSc.
HRU45 prof. Ing. Jiří Hrubý, CSc.
RUS80 prof. Ing. Stanislav Rusz, CSc.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Klasifikovaný zápočet 2+2

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Studenti budou umět: • vysvětlit tvářitelnost jako materiálovou vlastnost, • objasnit vliv tváření na vlastnosti a strukturu materiálu, • vysvětlit různé termíny tvářitelnosti (napěťová, vnitřní). • vysvětlit kritéria tvářitelnosti, • popsat nekonvenční metody tváření kovů. Získají: • přehled o metodách stanovení tvářitelnosti kovů, • přehled o nekonvenčních technologických postupech výroby, používaných ve strojírenské výrobě, který je potřebný pro pochopení moderních výrobních technologií. Budou schopni: • volit vhodné materiály z hlediska jejich tvářitelnosti pro tvářecí technologie ve výrobních procesech, • realizovat experimenty pro vyhodnocení mezí tvářitelnosti materiálů, • vybrat nekonvenční metodu tváření podle daného účelu.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři

Anotace

Předmět, ve kterém se studenti seznámí s tvářitelností jako materiálovou vlastností, vlivem tváření na vlastnosti a strukturu materiálu, nekonvenčními metodami tváření kovů. V předmětu budou studenti seznámeni s kritérii tvářitelnosti, metodami stanovení tvářitelnosti kovů, volbou vhodných materiálů z hlediska jejich tvářitelnosti pro tvářecí technologie ve výrobních procesech. Studenti získají přehled o nekonvenčních technologických postupech výroby, používaných ve strojírenské výrobě, který je potřebný pro pochopení moderních výrobních technologií a získají schopnost vybrat nekonvenční metodu tváření podle daného účelu.

Povinná literatura:

[1] PETRUŽELKA, J. SONNEK, P. Tvářitelnost materiálů: upravená verze III. [online]. URL: www.lms.vsb.cz (aktuální verze předmětu). [2] PETRUŽELKA, J. Nekonvenční metody tváření 1: verze pro NS a DS. [online]. URL: www.lms.vsb.cz (aktuální verze předmětu). [3] PETRUŽELKA, JIŘÍ Tvářitelnost a nekonvenční metody ve tváření. 1. vyd. Ostrava: VŠB – Technická univerzita Ostrava, 2000. ISBN 80-7078-653-3. [4] PETRUŽELKA, JIŘÍ Tvářitelnost a nekonvenční metody ve tváření: část 2: Nekonvenční metody ve tváření. 1. vyd. Ostrava: VŠB – Technická univerzita Ostrava, 2000. ISBN 80-7078-727-9. [5] ČADA, R. Tvářitelnost materiálů a nekonvenční metody tváření: Plošná tvářitelnost: návody do cvičení: skriptum. 1. vyd. Ostrava: VŠB – TU Ostrava, 2002. 148 s. ISBN 80-248-0019-5 [6] SEMIATIN, S. L. (volume editor) ASM Handbook: Volume 14B: Metalworking: Sheet Forming. United States of America, Materials Park: ASM International, 2006. 924 s. ISBN 0-87170-710-1. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 263020, čárový kód: 3174218354, lokace: volný výběr.

Doporučená literatura:

[1] ČADA, R. Technologie I: Zákony plastické deformace kovů, dělení materiálu, slévání: skriptum. 1. vyd. Ostrava: VŠB – TU Ostrava, 2007. 75 s. ISBN 978-80-248-1274-8. [2] ČADA, R. Technologie tváření, slévání a svařování: Plastická deformace kovů, tažení plechu, ohýbání, objemové tváření zastudena: skriptum. 1. vyd. Ostrava: VŠB – TU Ostrava, 2016. 86 s. ISBN 978-80-248-3981-3. [3] ČADA, R. Technologie tváření a slévání: Objemové tváření zatepla, nekonvenční způsoby tváření, plasty: skriptum. 1. vyd. Ostrava: VŠB – TU Ostrava, 2010. 80 s. ISBN 978-80-248-2273-0. [4] ČADA, R. Technologie tváření, slévání a svařování: Stříhání a tažení plechu, objemové tváření zastudena: návody do cvičení: skriptum. 1. vyd. Ostrava: VŠB – TU Ostrava, 2014. 90 s. ISBN 978-80-248-3624-9. [5] ČADA, R. Technologie tváření, slévání a svařování: Objemové tváření zatepla, slévání: návody do cvičení: skriptum. 1. vyd. Ostrava: VŠB – TU Ostrava, 2015. 128 s. ISBN 978-80-248-3833-5. [6] 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). [7] SEMIATIN, S. L. (volume editor) ASM Handbook: Volume 14B: Metalworking: Sheet Forming. United States of America, Materials Park: ASM International, 2006. 924 s. ISBN 0-87170-710-1. Signatura v ÚK VŠB-TUO: 263020, čárový kód: 3174218354, lokace: volný výběr. [8] ČSN 01 6910 Úprava písemností zpracovaných textovými editory. Praha: Český normalizační institut, 2007. 48 s. [9] ČSN ISO 2145 (01 0184) Dokumentace: Číslování oddílů a pododdílů psaných dokumentů. Praha: Český normalizační institut, 1997. 6 s. [10] ČSN ISO 7144 (01 0161) Dokumentace: Formální úprava disertací a podobných dokumentů. Praha: Český normalizační institut, 1997. 24 s. [11] ČSN ISO 80000-1 (01 1300) Veličiny a jednotky – Část 1: Obecně. Praha: Český normalizační institut, 1994. 60 s. [12] ČSN ISO 690 (01 0197) Informace a dokumentace: Pravidla pro bibliografické odkazy a citace informačních zdrojů. Praha: Český normalizační institut, 2011. 40 s. [13] ČSN ISO 214 (01 0148). Dokumentace: Abstrakty pro publikace a dokumentaci. Praha: Český normalizační institut, 2001. 16 s.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

E-learning

Další požadavky na studenta

Student zpracovává analytické a experiemntální projektové úlohy z oblasti tváření. Aktivní účast na cvičeních minimálně 80%.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

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 zkouškou na vačkovém plastometru 15 Vliv rychlosti deformace na tvařitelnost, hodnocení pěchovací. 2. test - 45min 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 Modely vývoje struktury a tvařitelnosti, stručný popis 32 Popište tváření jako energetický systém 33 Definujte kritérium - účinnost disipace energie 34 Definujte kritérium – parametr metalurgické nestability 35 Popište heslovitě experiment DMM 36 Popište heslovitě aplikaci DMM u stacionárních tvářecích procesů 37 Popište heslovitě aplikaci DMM u nestacionárních tvářecích procesů 38 Jak lze rozdělit ztrátu stability podle rozměrů polotovaru 39 Na čem závisí okamžik ztráty stability (na jakých proměnných) 40 Jak velká je max. homogenní deformace při jednoosé napjatosti 41 Jak velká je max. homogenní deformace při dvojosé napjatosti 42 Jak závisí okamžik vzniku krčku na rozměrové nebo strukturní nehomogenitě, (graf s popisem) 43 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

Podmínky absolvování předmětu

Podmínky absolvování jsou definovány pouze pro konkrétní verzi předmětu a formu studia

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku

Hodnocení Výuky

Předmět neobsahuje žádné hodnocení.