KÉPLÉKENYALAKÍTÁS ELMÉLET KOHÓMÉRNÖK MESTERKÉPZÉS KÉPLÉKENYALAKÍTÁSI SZAKIRÁNY TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ MISKOLCI EGYETEM MŰSZAKI ANYAGTUDOMÁNYI KAR ANYAGTUDOMÁNYI INTÉZET Miskolc, 2008.
1. TANTÁRGYLEÍRÁS A tantárgy/kurzus címe A tantárgy/kurzus száma Félév KÉPLÉKENYALAKÍTÁS Kohómérnök MSc képzés 3 ELMÉLET A kurzus típusa Óraszám/hét Kreditek száma ELŐADÁS 2+0 K 2 Tárgyjegyző és előadó tanár: Intézet/Tanszék: Dr. Zupkó István egyetemi docens Műszaki Anyagtudományi Kar Anyagtudományi Intézet A kurzus státusza a tanulmányi programon belül: Kohómérnök Képlékenyalakítási MSc szakirány számára kötelező tárgy A kurzus célja: A tárgy keretében részletesebb kifejtésre kerülnek az alapismeretek tárgyalásakor adottként elfogadott összefüggések, és levezetéseik. A hallgatók a Képlékenyalakítás elmélet alapjai c. tárgy keretén belül szerzett ismereteken túl mélyebb ismereteket szereznek az elméleti ismereteknek a szakterületen belüli felhasználásáról. A képlékenyalakítás alapfeladatainak további megoldási módszerei kerülnek tárgyalásra. A kurzus leírása: A fémek törése. A fémek képlékenysége. Az alakváltozás diszlokációelméleti vonatkozásai. Az alakítási keményedés. Alakítási szilárdság. Alakváltozás és szövetszerkezet. A feszültségtenzorral, feszültség deviátortenzorral, és alakváltozási-, valamint alakváltozási sebesség tenzorral kapcsolatos levezetések és számítások. Anyagmodellek. Szuperképlékenység. A képlékenyalakítási feladatok differenciálegyenletrendszere. Egyensúlyi egyenletek. Geometriai egyenletek. Képlékenységi feltételek. Szélsőérték tételek. Csúszóvonal módszer. Átlagfeszültségek módszere. A kreditpontok megszerzésének követelményei: 2 db zárthelyi dolgozat sikeres megírása, eredményes vizsga. Oktatási módszer: Előadások, esetenként írásvetítő használatával. Előfeltételek: Képlékenyalakítás elmélet alapjai. Oktatási segédeszközök: Voith Márton: Képlékenyalakítás elmélete. Nagy alakváltozások tana. ME Kiadó, Miskolc, 1998 Dr. Kiss Ervin szerk.: Képlékeny alakítás. Tankönyvkiadó, Budapest, 1987 Vizsgáztatási módszer: Szóbeli vizsga Kell-e jelentkezni a kurzusra: Igen. A félév megkezdése előtt számítógépen. Értékelés: Vizsga jegy, 20% évközi ZH eredmény és 80 % vizsga súllyal.
2. Tantárgytematika ÜTEMTERV Hét Előadás 1 Az alakváltozás diszlokációelméleti vonatkozásai. A diszlokációsűrűség hatása a fémek képlékenységére. Az alakváltozás hatása az alakítási szilárdságra. A dinamikus újrakristályosodás hatása. 2 A szövetszerkezet hatása a képlékeny alakváltozásra, és az alakítási szilárdságra. Egykristályok alakváltozása. Egyfázisú fémek alakítási szilárdsága. Az idegen fázis hatása. 3 Feszültségtenzor. A feszültségi főirányok meghatározása. A főfeszültségek meghatározása. 4 A feszültség deviátor tenzor előállítása. A feszültségdeviátor tenzor invariánsainak meghatározása, és jellemzőik. A torzítási munka 5 Az alakváltozási tenzor felírása egy térfogatelem alakváltozása alapján. Az oldalélek alakváltozására jellemző relatív megnyúlások. A szögtorzulások meghatározása. Az alakváltozási tenzor invariánsai. Alakváltozás deviátortenzor. 6 Zárthelyi dolgozat. 7 Képlékeny folyási feltételek. A folyási feltételt leíró függvények ábrázolása. Folyási feltételek alakja egytengelyű-, és síkbeli feszültségállapotra. 8 A fő nyírófeszültségek meghatározása. A legnagyobb főnyíró feszültség. Az oktaéderes nyírófeszültségek meghatározása. Anyagtörvények. 9 Szuperképlékenység. A szuperképlékeny állapot feltételei. 10 Zárthelyi dolgozat. 11 Szélsőértéktételek. A törőintenzitás felső korlátja kinematikai tétel. A törőintenzitás alsó korlátja statikai tétel. 12 Az átlagfeszültségek módszer alapján felírt differenciálegyenlet megoldása hengeres test duzzasztásakor. A tapadási tartomány határának meghatározása. Az alakítási ellenállás meghatározása tapadás nélkül. A duzzasztóerő, és a duzzasztáshoz szükséges munka meghatározása.. 13 Az alakítási ellenállás meghatározása az átlagfeszültségek módszere alapján felírt differenciálegyenlet megoldásával hengerléskor az előresietési zónára. Megoldás a visszamaradási zónára. A semleges szál helyének meghatározása. A tapadás hatása. A közepes alakítási ellenállás meghatározásának módszerei. 14 Pótzárthelyi. A félév lezárása. A tantárgy lezárásának módja: szóbeli vizsga. Aláírás megszerzésének módja: 2 db zárhelyi elégséges szintű megírása. Miskolc, 2008. 02. 21. Dr. Zupkó István előadó tanár Dr. Roósz András intézet igazgató
3. Minta zárthelyi Kérdések: 1. Rajzolja fel a csúsztató feszültség tapadási tartományon belüli eloszlását Unkszov, Körber-Eichinger, és Geleji szerint. (2p) 2. Rajzolja fel a H.M.H. folyási feltételt leíró függvény alakját a feszültségi főirányokkal egybeeső koordináta rendszerben. Rajzoljon be egy-egy feszültségvektort a rugalmas, illetve a képlékeny alakváltozáshoz tartozóan. (2p) 3. Értelmezze az alakváltozási és a feszültségi állapotot a Ford-féle duzzasztópróba alakításánál. (2p) Feladat: Határozza meg a kinematikai tétel segítségével egy a szélességű, egységnyi vastagságú nyomószerszám sík felületbe történő benyomásakor érvényes alakítási ellenállás számítására alkalmas összefüggést (k f = állandó). A szerszám sebessége v 1. Pontozás (összes pontszám: 20) Ábra felrajzolása. Merev testekre osztás. Elcsúszási (szakadó) vonalak. (2p) Hodográf felrajzolása. (2p) Sebességek meghatározása. (2p) A P belső belső teljesítmény meghatározása. (4p) Külső tejesítmény. (2p) Alakító erő. (1p) Alakítási ellenállás. (1p) Értékelés: 0-9 p 1 elégtelen 10-12 p 2 elégséges 13-15 p 3 közepes 16-18 p 4 jó 18-20 p 5 jeles
4. Vizsgakérdések 1. Az alakváltozás diszlokációelméleti vonatkozásai. A diszlokációsűrűség hatása a fémek képlékenységére. 2. Alakítási szilárdság meghatározásának elméleti alapjai. Meghatározási módszerek. 3. Egykristályok alakváltozása. Egyfázisú fémek alakítási szilárdsága. Az idegen fázis hatása. A szövetszerkezet hatása a képlékeny alakváltozásra és az alakítási szilárdságra 4. A feszültségi főirányok meghatározása. A főfeszültségek meghatározása. 5. A feszültség deviátor tenzor előállítása. A feszültségdeviátor tenzor invariánsainak meghatározása, és jellemzőik. A torzítási munka. 6. Hidrosztatikus feszültségi állapot, és hatása az alakíthatóságra. 7. Az alakváltozási tenzor elemeinek meghatározása (relatív alakváltozásokra), alakváltozási főirányok. 8. Képlékeny folyási feltételek. A folyási feltételt leíró függvények ábrázolása. 9. Folyási feltételek alakja egytengelyű-, és síkbeli feszültségállapotra. 10. A Lode paraméter. 11. A legnagyobb főnyíró feszültség meghatározása. 12. Az oktaéderes nyírófeszültségek meghatározása. 13. Anyagtörvények. 14. Szuperképlékenység. 15..Szélsőértéktételek. A törőintenzitás felső korlátja kinematikai tétel. 16. Szélsőértéktételek. A törőintenzitás alsó korlátja statikai tétel. 17. Az átlagfeszültségek módszer alapján felírt differenciálegyenlet megoldása hengeres test duzzasztásakor. 18.. A tapadási tartomány határának meghatározása hengeres test duzzasztásakor. 19. Az alakítási ellenállás meghatározása hengeres test duzzasztásakor tapadás nélkül. A duzzasztóerő, és a duzzasztáshoz szükséges munka meghatározása. 20. Az alakítási ellenállás meghatározása az átlagfeszültségek módszere alapján felírt differenciálegyenlet megoldásával hengerléskor az előresietési zónára. 21. Az alakítási ellenállás meghatározása az átlagfeszültségek módszere alapján felírt differenciálegyenlet megoldásával hengerléskor a visszamaradási zónára. 22. A semleges szál helyének meghatározása. A tapadás hatása. A közepes alakítási ellenállás meghatározásának módszerei. 23. A rúdhúzáshoz szükséges erő meghatározása. 24. Az optimális húzószög értelmezése, és meghatározásának elve.