Detail předmětu

Teorie tváření

FSI-HTAAk. rok: 2019/2020

Základem komplexního, inženýrského řešení technologických procesů tváření je teorie plasticity a tváření se systémem počítačové podpory. Obsah předmětu, vychází z nejdůležitějších vybraných kapitol fyzikální podstaty plastické deformace, tvařitelnosti kovů a slitin, základů matematické teorie plasticity, analytických a experimentálně analytických metod teoretického řešení tvářecích procesů s počítačovou podporou. Předmět poskytuje základní vědomosti a schopnost matematického popisu tvářecích dějů při uplatnění fyzikálních, chemických, mechanických a termodynamických principů přechodu kovovových těles z elastického do plastického stavu a při jejich plastickém přetváření do požadovaného tvaru. Stanovuje zatížení tvářecích nástrojů, strojů, provádí analýzu přetvoření, určuje kritické hodnoty a poskytuje úvod do modelování procesů tváření, za účinné počítačové podpory.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

prof. Ing. Milan Forejt, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav strojírenské technologie (ÚST)

Výsledky učení předmětu

Předmět TEORIE TVÁŘENÍ umožňuje studentům získat potřebné vědomosti ke zjednodušeným matematickým popisům tvářecích dějů při uplatnění fyzikálních,chemických, mechanických a termodynamických principů změny kovových těles z elastického do plastického stavu a dále při jejich plastickém přetváření do požadovaného tvaru. Student se naučí stanovit zatížení tvářecího nástroje, stroje a určit kritické hodnoty přetvoření.

Prerekvizity

Předpokladem úspěšného zvládnutí předmětu jsou znalosti z aplikované matematiky a fyziky, nauky o materiálu, pružnosti, pevnosti a plasticity a přehled o technologiích tváření.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Výuka je doplněna laboratorním cvičením.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínky udělení zápočtu: prezence ve cvičení, vypracování a přijetí 10ti elaborátů na samostatná zadání ve cvičení s využitím doporučené počítačové podpory. Pokud tuto podmínku student nesplní, může učitel v odůvodněných případech zadat náhradní programy cvičení. Zkouška je veřejná a prověřuje znalosti ze tří základních okruhů předmětu,tj. 1)fyzikální podstaty plastické deformace a tvařitelnosti kovů a slitin, 2)matematické teorie plasticity, 3)metod řešení tvářecích procesů. Ústní zkouška je vykonána po předběžné písemné přípravě vytažené komplexní otázce se třemi podotázkami, ze základních okruhů předmětu. Hlavní důraz je kladen na pochopení metody řešení a schopnosti aplikace známých analytických a experimentálně-analytických modelů výpočtu.
Zkouška je veřejná, bude mít písemnou přípravu a ústní část. Hodnotí se klasifikačním stupněm ECTS.

Učební cíle

Hlavním cílem předmětu "Teorie tváření" je vybavit studenty teoretickým základem a metodikou
k řešení technologií tváření na fyzikálních principech plastické deformace a na teorii plasticity. Úkolem předmětu je studentům poskytnout znalosti, které jsou nezbytné pro tvůrčí a komplexní inženýrské řešení technologií tvářecích procesů.

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 je prováděno během semestru cestou zadání náhradních témat cvičení a konzultacemi.

Základní literatura

ASM handbook: Metalworking, Bulk Forming. Vol.14A, Editor: ASM International, 2005, 888 s. ISBN 08-717-0708-X. (EN)
LANGE, Kurt. Handbook of metal forming. New York: McGraw-Hill, c1985, 900 p. ISBN 00-703-6285-8. (EN)
MARCINIAK, Z. Mechanics of sheet metal forming. Oxford: Butterwort-Heinemann, 2002. ISBN 0-7506-5300-0. (EN)
Metals handbook, Ninth Edition: Forming and Forging. Vol 14. Metals Park, Ohio: American Society for Metals, c1988, 17 v. ISBN 0-87170-007-7. (EN)
MIELNIK, Edward M. Metalworking science and engineering. New York: McGraw-Hill, c1991, 976 p. McGraw-Hill. ISBN 00-704-1904-3. (EN)

Doporučená literatura

FARLÍK Alois a Emanuel ONDRÁČEK.Teorie dynamického tváření. sv.6137. Praha: SNTL, 1968, 315 s., DT 621.7.014 (CS)
FOREJT, Milan a Miroslav PÍŠKA. Teorie obrábění, tváření a nástroje. Brno: A N CERM, 2006. ISBN 80-214-2374-9. ( dotisk 2008, 2012, 2015, 2018) (CS)
FOREJT, Milan. Teorie tváření, Návody do cvičení. Studijní opora FSI VUT, říjen 2004 (novela 2020) (CS)
FOREJT, Milan. Teorie tváření. Učební texty. 2. vyd. VUT Brno : AN CERM, s.r.o. Brno, 2004. 167 s. ISBN 80-214-2764-7. (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2I-P magisterský navazující

    obor M-STM , 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný
    obor M-STG , 1 ročník, letní semestr, povinný
    obor M-STG , 1 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Milan Forejt, CSc.

Osnova

1.Fyzikální podstata tvárné deformace. Tvařitelnost kovů a slitin.
2.Přetvárné odpory, vliv základních parametrů. Přetvárná práce a síla.
3.Shrnutí základů matematické teorie plasticity. Dílčí teorie.
4.Podmínky vzniku plastické deformace. Analýza procesu přetvoření.
5.Analytické a experimentálně analytické metody řešení tvářecích procesů.
6.Pěchování mezi rovnoběžnými rovinami, Siebelovo a Unksovovo řešení.
7.Dopředné protlačování, rozbor napjatosti a přetvoření.
8.Zpětné protlačování, řešení podle Dippera, Sachse a Siebela.
9.Zápustkové kování podle Tomlenova, Gubkina, Gelei a Storoževa.
10.Ohýbání tenkých prutů a širokých pásů.
11.Hluboké tažení, napjatost a přetvoření, výpočet dle Sachse a Šofmana.
12.Metoda přetvárných odporů. Teorie malých pružně-plastických deformací.
13.Napjatost při volném a uzavřeném střihu a při přesném stříhání.

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Eva Peterková, Ph.D.
Ing. Michaela Císařová, Ph.D.

Osnova

1.Otázky z fyzikální podstaty plastické deformace, ukázky, elaborát. 2.Vyhodnocení parametrů přetvoření, rychlosti přetvoření, elaborát. 3.Výpočty hlavních a efektivních napětí, grafická interpretace, elaborát. 4.Vyhodnocení křivek přetvárých odporů z experimentů. Program fakukol.exe, elaborát. 5.Výpočty deformačních odporů a sil při pěchování. Program výpis.exe, elaborát. 6.Napjatost a síly při dopřed.protlačování. Program Protlac.exe, elaborát. 7.Napjatost a síly při zpětném protlačování. Program protlac.exe, elaborát. 8.Zápustkové kování, výpočet kovacích sil. program kovani.exe, elaborát. 9.Výpocet ohýbacích sil a odpružení, elaborát. 10.Napjatost, síly a počet tažných operací. Program tazeni.exe, elaborát. 11.Vyhodnocení napjatosti a přetvoření na výtažku, elaborát. 12.Napjatosti při běžném a přesném stříhání. Program strih.exe, elaborát. 13.Závěr cvičení, diskuse k elaborátům. Zápočet