Vybrané statě z teorie tváření (FSI-HVT)

Akademický rok 2022/2023
Garant: Ing. Eva Peterková, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚST všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Vybavit inženýra specializace potřebnými znalostmi a informacemi z oboru tváření, které v průběhu dosavadního studia odborných předmětů nemohl získat.
Výstupy studia a kompetence:
Studenti závěrečné specializace tváření získají přehled o metodice a o vybraných výpočtových modelech dimenzování tvářecích nástrojů. Získají přehled o teorii a technologiích vysokorychlostních metod tváření. Seznámí se s nejnovějšími poznatky z oboru.
Prerekvizity:
Předpokladem úspěšného zvládnutí předmětu jsou znalosti z aplikované matematiky a fyziky, nauky o materiálu, pružnosti, pevnosti a plasticity a zkoušky z předmětu teorie tváření.
Obsah předmětu (anotace):

Předmět poskytuje informace z oblasti pevnostního návrhu a dimenzování tvářecích nástrojů. Druhá část zahrnuje teorii a technologii tváření vysokými deformačními rychlostmi a energiemi. Speciální výuka zahrnuje mj. kombinované překování, rázové vtlačování, objemovou renovaci strojních součástí a nástrojů, vysokorychlostní zápustkové kování, explozívní, impulzívní elektrohydraulické a elektromagnetické tváření. Dále pojednává o nastřelování dutin, o využití energie výbuchu a o dynamickém lisování kovových a nekovových prášků. Obsahuje i ukázky modelování procesů vysokorychlostních deformací. Ve třetí části předmětu jsou studenti seznamováni s nejnovějšími výsledky vědeckého bádání.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Výuka je doplněna laboratorním cvičením.
Způsob a kritéria hodnocení:
Zápočet je udělován za absolvování laboratorních cvičení a vypracování dílčích písemných programů.
Zkouška je písemná a ústní ke komplexu tažených otázek.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Účast na přednáškách je doporučená.
Účast na cvičeních je povinná.
Docházka do cvičení je pravidelně kontrolována a účast ve výuce je zaznamenávána.
Nahrazení neúčasti ve cvičeních v laboratořích je prováděno cestou zadání náhradních témat cvičení a konzultacemi.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Laboratorní cvičení  13 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška

  1. Mezní stavy procesů tváření, diagramy mezní plastické deformace.

  2. Mezní stavy napjatosti, podmínky prosté a minimální bezpečnosti.

  3. Rozbor poškození tvářecích nástrojů, problémy trvanlivosti, životnosti a spolehlivosti.

  4. Analytické postupy při pevnostním návrhu tvářecích nástrojů.

  5. Aproximace křivek napětí deformace ve výpočtových modelech.

  6. Aplikace MKP při řešení velkých plastických deformací.

  7. Aplikace MKP při analýze napjatosti a deformací nástrojů.

  8. Teorie a technologie tváření za podmínek reálných rychlostí deformací.

  9. Významné faktory vysokorychlostních deformací, vyjádření vztahů.

  10. Vliv rychlosti deformací na deformační odpory, kritická rychlost rázu.

  11. Hodnocení dynamických mechanických vlastností při rázu - Taylorův test-TAT.

  12. Zjišťování dynamických mechanických vlastností materiálů cestou Hopkinsonova testu.

  13. Přehled tvářecích metod s využitím vysokých rychlostí deformací.


    Laboratorní cvičení

  1. Mezní stavy napjatosti při pěchování a protlačování, podmínky prosté a minimální bezpečnosti.

  2. Postup při dimenzování složených lisovnic metodou MPIN.

  3. Postup při dimenzování složených lisovnic metodou MPIN.

  4. Řešení kontaktní úlohy programem MKP Prokop/PC, aplikace na lisovníku a lisovnici, porovnání s konvenčním řešením.

  5. Řešení kontaktní úlohy programem MKP Prokop/PC, aplikace na lisovníku a lisovnici, porovnání s konvenčním řešením.

  6. Simulace tvářecího děje za reálných vizkoplastických podmínek, ukázky na FORM2D.

  7. Vyhodnocení mechanických vlastností za vysokých rychlostí deformace.

  8. Stanovení mechanických vlastností metodou Hopkinsonovy dělené tyče.

  9. Hodnocení dynamických mechanických vlastností při rázu pomocí Taylorova testu - TAT.

  10. Strukturní rozbory experimentálních vzorků a reálných produktů tváření výbuchem.

  11. Rozbor příkladů postupu tepelného zpracování nástrojových ocelí.

  12. Přehled možných mechanických zkoušek materiálů používaných ve tváření.

  13. Závěr cvičení, diskuse k elaborátům. Zápočet.
Literatura - základní:
1. MEYERS, Marc A. Dynamic behavior of materials. New York: John Wiley and Sons., c1994. 668 p. ISBN 0-471-58262-X
2. LANGE, Kurt. Handbook of metal forming. New York: McGraw-Hill, c1985, 900 p. ISBN 00-703-6285-8.
3. MIELNIK, Edward M. Metalworking science and engineering. New York: McGraw-Hill, c1991, 976 p. McGraw-Hill. ISBN 00-704-1904-3.
4. ZHERNOKLETOV, Mikhail V.; GLUSHAK, Boris L.; ANDERSON, William W.; CHERNE, Frank J.  and ZOCHER, Marvin A.. Material properties under intensive dynamic loading. New York: Springer, c2006. 422 p. ISBN 978-3-540-36844-1.
Literatura - doporučená:
1. FOREJT, Milan; KREJČÍ, Jan a BUCHAR, Jaroslav. Teorie a technologie tváření vysokými deformačními rychlostmi a energiemi: Vybrané statě z tváření. 2. vyd. Brno: VUT FSI. 1994. Sylabus. FRVŠ
2. Forejt, Milan. Proceedings of International Conference FORM´95,´97, ´98, 2000, 2002, 2004, 2006, 2008, 2010.
3. ASM International. Metals Handbook Ninth Edition: Forming and Forging. 1st ed. Metals Park Ohio: ASM International. 1988. vol. 14. ISBN 0-87170-007-7.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
CŽV prezenční studium CZV Základy strojního inženýrství -- zá,zk 4 Povinně volitelný 1 1 L
N-STG-P prezenční studium STG Strojírenská technologie -- zá,zk 4 Povinně volitelný 2 2 L