633-0811/01 – Modelování tvářecích pochodů (MTP)
| Garantující katedra | Katedra tváření materiálu | Kredity | 6 |
| Garant předmětu | doc. Ing. Richard Fabík, Ph.D. | Garant verze předmětu | doc. Ing. Richard Fabík, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 2 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2004/2005 | Rok zrušení | 2020/2021 |
| Určeno pro fakulty | FMT | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Studen bude umět:
Popsat základní principy matematického modelování
Analyticky řešit úlohu popsanou Poissonovou rovnicí v 1D prostoru
Objasnit podstatu metody konečných prvků
Definovat a modifikovat okrajové podmínky matematického modelu
Analyzovat proces tváření z hlediska termomechanických vazeb
Sestavit model vývoje mikrostruktury materiálu při tváření
Vyučovací metody
Přednášky
Cvičení (v učebně)
Projekt
Anotace
Úvod do předmětu. Principy fyzikální a matematické simulace tvářecích procesů.
Matematická průprava (napětí, deformace, mechanické principy, elasticita, plasticita).
Analýza a technologie ve tváření kovů (kování, válcování, protlačování, tažení)
Termomechanické principy kontinua (teplo, základní rovnice vedení tepla)
Tribologie plochého válcování a okrajové podmínky
Vývoj mikrostruktury a mechanických vlastností finálních produktů
Úvod do MKP (variační formulace, vytvoření sítě konečných prvků, bázová funkce, konstrukce matice tuhosti, 1D úloha přestupu tepla a elasticity, OP 1. 2. a 3. druhu)
Odhady parametrů ve tváření – inverzní analýza (základní principy, optimalizační techniky).
Povinná literatura:
[1] FABÍK, R., Modelování tvářecích procesů, VŠB-TU Ostrava, 2013. s. 76
Doporučená literatura:
[1] BLAHETA, R., Matematické modelování a metoda konečných prvků, VŠB-TU Ostrava, 2012. s. 7123, http://mi21.vsb.cz/.
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Semestrální projekt obhájený ve třídě (30 bodů)
E-learning
V současné době se připravují studijní opory v českém jazyce.
Pro elektronickou komunikaci s pedagogy využívejte příslušné univerzitní e-mailové adresy, které naleznete zde: http://telsez.vsb.cz/Phonebook.faces (v předmětu e-mailu uvádějte zkratku předmětu MTP)
Další požadavky na studenta
Teoretická připravenost na cvičení (bude namátkově kontrolována). Docházka na cvičeních min 80%.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Přednášky
1. Úvod do předmětu. Principy fyzikální a matematické simulace tvářecích procesů. Matematická průprava (Poissonova a Laplaceova rovnice, pojem funkcionál a jeho variace).
2. Úvod do metody konečných prvků (MKP) (variační formulace, vytvoření sítě konečných prvků, bázová funkce, konstrukce matice tuhosti, 1D úloha přestupu tepla a elasticity, Okrajové podmínky (OP) 1. 2. 3. a 4. druhu)
3. Analýza ve tváření kovů (kování, válcování, protlačování, tažení)
4. Termomechanické principy kontinua (teplo, základní rovnice vedení tepla)
5. Tribologický systém a tribologie plochého válcování, tření, zákony tření Coulomba a Trescy.
6. Interakce kontaktních povrchů (tření – techniky měření a výpočty koeficientu tření; přestup tepla do nástrojů – techniky měření a výpočty koeficientu přestupu tepla).
7. Vliv procesních a materiálových parametrů na kontaktní děje (deformace, rychlost, teplota, kvalita povrchu, okuje ,opotřebení válců,… ).
8. Konvenční model vývoje mikrostruktury (statické změny mikrostruktury, dynamické zotavení a rekrystalizace, růst zrna, precipitace). Změny mikrostruktury při tepelném zpracování (kalení, popouštění, žíhání, strukturní podíly, mechanické vlastnosti).
9. Odhady parametrů ve tváření – inverzní analýza (základní principy, optimalizační techniky).
Cvičení
1. Program pro simulaci tvářecích procesů FORGE. Zadání semestrálního projektu.
2. Hierarchická struktura programu.
3. Vytváření geometrie a sítě konečných prvků (import dat z CAD systémů).
4. Materiálový model (reologická databáze, tvorba vlastních rovnic).
5. Počáteční a okrajové podmínky.
6. Analýza (teplotní, mechanická, kombinovaná, tepelné zpracování).
7. Výsledky (vyhodnocení, úprava, export, tvorba grafů).
8. Semestrální projekt – dokončení z předchozích cvičení
9. Prezentace a obhajoba výsledků semestrálního projektu
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.